การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 53 41. จากการศึกษาประชากรกบในบึงแห่งหนึ่ง จำนวน 3 ประชากร มีข้อมูลดังนี้ ประชากร ความถี่ genotype จำนวนสมาชิกในประชากร AA Aa aa (ตัว) 1 0.09 0.42 0.49 20 2 0.25 0.5 0.25 500 3 0.81 0.18 0.01 2,000 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ถ้ากบในประชากร 1 ทั้งหมด อพยพไปรวมกับประชากร 2 ความถี่ของแอลลีล A และ a ในประชากรใหม่ จะมีค่าเท่ากับ 0.4 และ 0.6 ตามลำดับ 2. กบที่มี genotype Aa ในประชากร 2 มีจำนวนน้อยกว่ากบที่มี genotype Aa ในประชากร 3 อยู่ 100 ตัว 3. ถ้ากบที่มี genotype aa ในประชากร 3 ไม่สามารถสืบพันธุ์ต่อไปได้ จะส่งผลให้แอลลีล a สูญหายไปจาก ประชากรในรุ่นถัดไป 4. เมื่อระยะเวลาผ่านไปหลายชั่วรุ่น กบในประชากร 1 มีโอกาสเข้าสู่สภาพ homozygous ได้เร็วกว่า ประชากรอื่น เฉลย 1. ผิด เพราะ ประชากร 1 เดิม มีf(A) = 0.3 และมี f(a) = 0.7 ประชากร 2 เดิม มี f(A) = 0.5 และมี f(a) = 0.5 ประชากรรวม จึงมี f(a) = {(0.7 x 20) + (0.5 x500)}/(20 + 500) = 0.508 f(A) = 1-0.508 = 0.492 2. ผิด เพราะ กบที่มี genotype Aa ในประชากร 2 = 0.5 x 500 = 250 ตัว กบที่มี genotype Aa ในประชากร 3 = 0.18 x 2,000 = 360 ตัว กบ Aa ในประชากร 2 จึงมีจำนวนน้อยกว่ากบ Aa ในประชากร 3 = 360-250 = 110 ตัว 3. ผิด เพราะ ยังมีแอลลีล a จาก genotype Aa อยู่ในประชากร 4. ถูก เพราะ เนื่องจากประชากร 1 มีสมาชิกในประชากรน้อยกว่าประชากรอื่น จึงมีโอกาสเกิด allele fixation ได้เร็วกว่า
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 54 42. การศึกษาการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของกระต่าย 2 ลักษณะพร้อมกัน คือสีขนและสีตา โดยขนสีดำ เป็นลักษณะเด่นต่อขนสีขาว และตาสีน้ำตาลเป็นลักษณะเด่นต่อตาสีฟ้า โดยทั้งสองลักษณะเป็นการข่ม สมบูรณ์ จากผลการทดลองในตารางต่อไปนี้ แม่ขนสีดำ ตาสีน้ำตาล X พ่อขนสีขาว ตาสีฟ้า สีขน สีตา ลูกเพศเมีย ดำ 6 ตัว ขาว 3 ตัว น้ำตาล 9 ตัว ไม่มีตาสีฟ้า ลูกเพศผู้ ดำ 7 ตัว ขาว 1 ตัว น้ำตาล 8 ตัว ไม่มีตาสีฟ้า พ่อขนสีดำ ตาสีน้ำตาล X แม่ขนสีขาว ตาสีฟ้า ลูกเพศเมีย ดำ 5 ตัว ขาว 1 ตัว น้ำตาล 6 ตัว ไม่มีตาสีฟ้า ลูกเพศผู้ ดำ 4 ตัว ขาว 2 ตัว ไม่มีตาสีน้ำตาล ฟ้า 6 ตัว ข้อความต่อไปถูกหรือผิด 1. จีโนไทป์ของลักษณะขนสีดำทั้งหมดในการทดลองครั้งนี้เป็นแบบ heterozygous 2. ยีนควบคุมลักษณะสีขนและสีตามีตำแหน่งอยู่บนคนละโครโมโซม 3. เมื่อผสมพันธุ์ลูกเพศเมียขนสีขาว ตาสีน้ำตาลกับลูกเพศผู้ขนสีดำ ตาสีน้ำตาล โอกาสที่ลูกเพศผู้จะมีขนสีขาว ตาสีฟ้า เท่ากับ 1/2 4. เมื่อนำลูกเพศเมียตาสีน้ำตาลในตารางมาทำ test cross โอกาสที่จะได้ลูกตาสีฟ้า เท่ากับ 1/2 เฉลย 1. ถูก เพราะ มีลักษณะขนสีขาวที่เป็นลักษณะด้อยปรากฏในรุ่นลูกทุกคู่ผสม 2. ถูก เพราะ จากตารางลักษณะสีขนเป็นการถ่ายทอดของยีนที่อยู่บนออโตโซม เนื่องจากอัตราส่วนของลูก เมื่อผสมพันธุ์สลับเพศไม่แตกต่างกันมากนัก ส่วนลักษณะสีตาเป็นการถ่ายทอดของยีนที่อยู่บนโครโมโซม X เนื่องจากการผสมพันธุ์สลับเพศให้ผลที่แตกต่างกัน 3. ผิด เพราะ เมื่อผสมพันธุ์ลูกเพศเมียขนสีขาว ตาสีน้ำตาลกับลูกเพศผู้ขนสีดำ ตาสีน้ำตาล โอกาสที่ลูกเพศผู้ จะมีขนสีขาว ตาสีฟ้า เท่ากับ 1/4 กำหนดให้ W = ขนสีดำ w = ขนสีขาว X B = ตาสีน้ำตาล X b = ตาสีฟ้า จีโนไทป์ของลูกเพศเมียขนสีขาว ตาสีน้ำตาล คือ ww X BX b และ จีโนไทป์ของลูกเพศผู้ขนสีดำ ตาสีน้ำตาล คือ WwXB Y ดังนั้นโอกาสที่ลูกเพศผู้จะมีขนสีขาว ตาสีฟ้า wwX b Y = 1/2 x 1/2 = 1/4 4. ถูก เพราะ จีโนไทป์ลูกเพศเมียตาสีน้ำตาล คือ X BX b เมื่อทำ test cross กับเพศผู้ตาสีฟ้า X b Y โอกาสที่จะ ได้ลูกเพศผู้ตาสีฟ้า X b Y หรือเพศเมียตาสีฟ้า X bX b เท่ากับ 1/4 +1/4 =1/2
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 55 43. จากภาพ karyotype ของคนที่ผิดปกติคนหนึ่ง ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ความผิดปกติของโครโมโซมในภาพเป็นความผิดปกติแบบ aneuploidy 2. ความผิดปกติแบบโครโมโซมในภาพ จะพบได้ที่โครโมโซมคู่ที่ 13, 18 และ 21 เท่านั้น 3. ทารกที่มีโครโมโซมตามภาพเกิดจากการปฏิสนธิระหว่างเซลล์สืบพันธุ์ปกติกับเซลล์สืบพันธุ์ที่เป็นผลจาก กระบวนการ nondisjunction ของโครโมโซมแท่งที่ 18 ในกระบวนการ gametogenesis 4. ความผิดปกติดังกล่าวสามารถตรวจคัดกรองได้ตั้งแต่ทารกอยู่ในครรภ์ โดยใช้การตรวจชิ้นส่วน DNA จากรก ที่ปนอยู่ในกระแสเลือดของแม่ เฉลย 1. ถูกเพราะ เป็นความผิดปกติที่เกิดจากการมีจำนวนโครโมโซมเกินกว่าปกติเป็นจำนวนแท่ง ไม่ได้เป็นจำนวน ชุด จึงเป็นแบบ aneuploidy 2. ผิด เพราะ trisomy (การมีโครโมโซมเกินมา 1 แท่ง) สามารถพบได้ในทุกคู่ของโครโมโซม แต่ทารกมัก เสียชีวิตในครรภ์ โดย trisomy 21, trisomy 18 และ trisomy 13 เป็นความผิดปกติที่พบมาก และทารก อาจมีชีวิตรอดหลังจากคลอดแล้ว แต่จะมีอายุสั้น 3. ถูกเพราะการเกิด nondisjunction ในกระบวนการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ซึ่งมักจะเป็นฝ่ายแม่ทำให้ได้เซลล์ไข่ ที่มีโครโมโซม 18 จำนวน 2 แท่ง 4. ถูก เพราะ ความผิดปกติดังกล่าวสามารถตรวจคัดกรองได้ตั้งแต่ทารกอยู่ในครรภ์ โดยใช้การตรวจชิ้นส่วน DNA จากรกที่ปนอยู่ในกระแสเลือดของแม่ โดยเจาะเลือดจากแม่ซึ่งจะไม่เป็นอันตรายต่อทารกในครรภ์ เรียกวิธีนี้ว่า Non-Invasive Prenatal Testing ดังภาพ
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 56 Reference: Li, T., Zhao, H., Han, X., Yao, J., Zhang, L., Guo, Y., ... & Lai, D. (2017). The spontaneous differentiation and chromosome loss in iPSCs of human trisomy 18 syndrome. Cell death & disease, 8(10), e3149-e3149. 44. สามีภรรยาคู่หนึ่ง สามีเป็นโรคโลหิตจาง -thalassemia และภรรยากำลังตั้งครรภ์ 8 สัปดาห์ แพทย์จึง แนะนำให้เจาะน้ำคร่ำ (AF) ตรวจดีเอ็นเอด้วยเทคนิค PCR เพื่อตรวจหายีน -globin ของ thalassemia ที่ มีขนาดประมาณ 520 คู่เบส และ ยีน normal -globin ที่มีขนาดประมาณ 700 คู่เบส ขณะเดียวกันจะ ตรวจการปนเปื้อนดีเอ็นเอของแม่จากน้ำคร่ำด้วย โดยตรวจจากตำแหน่ง D1S539 VNTR ซึ่งจะได้ชิ้นดีเอ็นเอ ขนาด 1000-1500 คู่เบส เปรียบเทียบกับการตรวจดีเอ็นเอจากเลือดของแม่ (MB) และพ่อ (FB) จากการเพิ่ม ปริมาณดีเอ็นเอได้ผลดังภาพ (M คือ DNA marker)
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 57 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ทารกในครรภ์น่าจะเป็นลูกของพ่อแม่คู่นี้ 2. แม่เป็นพาหะของโรค -thalassemia 3. ทารกในครรภ์ไม่เป็นโรค -thalassemia 4. การใช้ VNTR ตำแหน่งเดียวสามารถบอกข้อมูลการปนเปื้อนดีเอ็นเอจากแม่ได้ เฉลย 1. ถูก เพราะ ดูจากแถบดีเอ็นเอขนาด 1000-1500 คู่เบส ทารกในครรภ์มีแถบดีเอ็นเอสีเข้มตรงกับพ่อและแม่ คู่นี้ ส่วนแถบสีจางเกิดจากการปนเปื้อนดีเอ็นเอของแม่ 2. ถูก เพราะ แม่มีแถบดีเอ็นเอทั้งของยีน thalassemia -globin ที่มีขนาดประมาณ 520 คู่เบส และยีน normal -globin ที่มีขนาดประมาณ 700 คู่เบส 3. ถูก เพราะ ทารกในครรภ์เป็นพาหะเช่นเดียวกับแม่ ถ้าเป็นโรค -thalassemia จะมีแถบขนาดประมาณ 520 คู่เบส เพียงแถบเดียว ส่วนแถบขนาดประมาณ 700 คู่เบส ถ้าเกิดจากการปนเปื้อนจะมีสีจาง 4. ถูกเพราะ สามารถใช้ตรวจสอบการปนเปื้อนดีเอ็นเอจากแม่ ดูจากแถบดีเอ็นเอขนาดประมาณ 1000-1500 คู่เบส ที่พบทั้งในแม่และน้ำคร่ำ และยืนยันจีโนไทป์ของ beta-globin gene ของลูก 45. โรค cystic fibrosis ถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบ autosomal recessive สาเหตุที่พบบ่อยเกิดจากการกลาย ของยีน cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) แบบที่ทำให้ phenylalanine หายไป 1 เรซิดิวส์ จึงก่อให้เกิดอาการที่ปอดและระบบทางเดินอาหาร ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. การกลายของยีน CFTR ที่พบบ่อย เกิดแบบ frameshift mutation 2. การที่กรดแอมิโน phenylalanine ขาดหายไปส่งผลให้tertiary structure ของโปรตีนเปลี่ยนแปลง 3. ถ้าผู้ป่วยได้รับการรักษาด้วย gene therapy จะถ่ายทอดพันธุกรรมที่ได้รับการแก้ไขแล้วไปยังรุ่นลูกได้ 4. ผู้ป่วยโรคนี้มีพ่อและแม่ที่มีการกลายของ CFTR gene
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 58 เฉลย 1. ผิด เพราะ การกลายที่พบบ่อยเกิดจากยีนขาดหายไป 3 คู่เบส ที่ตำแหน่งกรดแอมิโน 508 ซึ่งทำให้ phenylalanine หายไป 1 เรซิดิวส์ ไม่ใช่แบบ frameshift mutation 2. ถูก เพราะ การขาดหายของ phenylalanine มีผลทำให้ tertiary structure ของโปรตีนเปลี่ยนแปลง โปรตีนจึงไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ 3. ผิด เพราะ การรักษาด้วยวิธี somatic gene therapy ไม่ได้รักษายีนของเซลล์ไข่หรือสเปิร์ม ทำให้ไม่ สามารถถ่ายทอดพันธุกรรมไปยังรุ่นลูก 4. ถูก เพราะ โรคนี้ถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบ autosomal recessive ผู้ป่วยที่เป็นโรคนี้ต้องได้รับยีนกลาย 2 แอลลีล จากพ่อและแม่ 46. จากการตัดพลาสมิดขนาด 7.6 กิโลเบส ที่สกัดจาก Escherichia coli ด้วยเอนไซม์ตัดจำเพาะ X ซึ่งมีจุดตัด บนพลาสมิด 2 จุด อยู่ห่างกัน 875 คู่เบส แล้วนำไปแยกขนาดด้วย agarose gel electrophoresis โดยเทียบ กับพลาสมิดที่ไม่ได้ตัดด้วยเอนไซม์ (uncut) จากภาพแสดงรูพรุนของ agarose gel ในช่องที่บรรจุตัวอย่าง uncut ตอนเริ่มต้น ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ด้าน C คือ ขั้วบวก และดีเอ็นเอจะเคลื่อนที่จากด้าน C ไป D 2. การเพิ่มเปอร์เซ็นต์ agarose จะทำให้ pore size ของ gel เพิ่มขึ้น 3. ในช่องที่บรรจุตัวอย่าง uncut แถบที่เคลื่อนที่ได้เร็วที่สุดมีโครงสร้างแบบ A 4. ถ้าปฏิกิริยาการตัดด้วยเอนไซม์ตัดจำเพาะเกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์ หลังจากทำ agarose gel electrophoresis จะพบแถบดีเอ็นเอ 2 แถบ
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 59 เฉลย 1. ผิด เพราะ ดีเอ็นเอมีประจุรวมเป็นลบจากหมู่ฟอสเฟตในโมเลกุล ดังนั้นการแยกดีเอ็นเอด้วย gel electrophoresis เมื่อปล่อยกระแสไฟฟ้า ดีเอ็นจะเคลื่อนที่ผ่านรูพรุนของเจลจากขั้วลบ (ด้าน C) เข้าหา ขั้วบวก (ด้าน D) 2. ผิด เพราะ ปริมาณ agarose ที่เพิ่มขึ้นจะทำให้ pore size มีขนาดลดลง 3. ถูก เพราะ ดีเอ็นเอที่มีโครงสร้างแบบ A คือ covalently closed circle หรือ supercoiled plasmid ที่มี การบิดของโครงสร้างและขดแน่นจะเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าแบบ B คือ relaxed plasmid ที่คลายตัว 4. ถูก เพราะ พลาสมิดที่สกัดออกมาจากแบคทีเรีย จะอยู่ในรูป circular DNA เมื่อเอนไซม์ตัดจำเพาะทำงาน อย่างสมบูรณ์(มีจุดตัด 2 จุด ห่างกัน 875 bp) จะเกิดแถบดีเอ็นเอ 2 แถบ ขนาด 875 และ 6,725 bp 47. จากภาพดีเอ็นเอที่สกัดจากแบคทีเรีย Chromobacterium violaceum 2 สายพันธุ์ คือ ATCC12472 และ CVAC02 นำมาตัดด้วยเอนไซม์ KpnI, BamHI และ EcoRI และแยกขนาดด้วย gel electrophoresis เพื่อ แยกสายพันธุ์ของแบคทีเรีย โดยที่ “−” คือตัวอย่างดีเอ็นเอที่ไม่เติมเอนไซม์ และ L คือ DNA ladder ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. แบคทีเรียทั้ง 2 สายพันธุ์ มีตำแหน่งจดจำ (recognition site) ของเอนไซม์ EcoRI จำนวนเท่ากัน 2. ดีเอ็นเอที่สกัดจากแบคทีเรียนี้ทั้ง 2 สายพันธุ์ มีขนาดประมาณ 40-50 กิโลเบส 3. การตัดดีเอ็นเอของแบคทีเรียทั้ง 2 สายพันธุ์ ด้วยเอนไซม์ EcoRI และ BamHI พร้อมกัน (double digestion) จะได้รูปแบบของดีเอ็นเอเหมือนกัน 4. เอนไซม์ทั้ง 3 ชนิดสามารถใช้ตัดดีเอ็นเอเพื่อแยกสายพันธุ์แบคทีเรีย C. violaceum ได้
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 60 เฉลย 1. ถูก เพราะ การตัดดีเอ็นเอของแบคทีเรีย C. violaceum ทั้ง 2 สายพันธุ์ ด้วยเอนไซม์ EcoRI มีจำนวนชิ้นดี เอ็นเอและขนาดเท่ากัน 2. ถูก เพราะ รูปแบบดีเอ็นเอของแบคทีเรีย C. violaceum ทั้ง 2 สายพันธุ์ ที่ตัดด้วยเอนไซม์ BamHI มีชิ้นดี เอ็นเอขนาดต่าง ๆ ประมาณ 10, 9, 6, 5, 4, 2.8, 2.7, (2.3), 2, 1, .. กิโลเบส ซึ่งรวมกันอยู่ในช่วง 40-50 กิโลเบส 3. ผิด เพราะ การตัดดีเอ็นเอของแบคทีเรีย C. violaceum ทั้ง 2 สายพันธุ์ ด้วยเอนไซม์ BamHI ให้รูปแบบ ของดีเอ็นเอที่แตกต่างกัน ถึงแม้ว่าเอนไซม์ EcoRI จะให้รูปแบบของดีเอ็นเอที่เหมือนกัน แต่เมื่อตัดด้วย เอนไซม์ทั้ง 2 ชนิดพร้อมกัน รูปแบบของดีเอ็นเอทั้ง 2 สายพันธุ์ จะแตกต่างกัน 4. ผิด เพราะ การแยกสายพันธุ์ของแบคทีเรีย C. violaceum ทั้ง 2 สายพันธุ์ สามารถเลือกใช้เอนไซม์ชนิดใด ชนิดหนึ่งที่ให้รูปแบบดีเอ็นเอที่แตกต่างกันได้ คือ BamHI หรือ KpnI ส่วน EcoRI ใช้ไม่ได้ 48. จากภาพ ถ้าฟีโนไทป์ของแมลงที่แตกต่างกันกำหนดด้วยแอลลีลที่แตกต่างกัน ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ความถี่ของแอลลีลในประชากรรุ่นลูกเปลี่ยนแปลงไปจากประชากรดั้งเดิมอย่างฉับพลัน เกิดจาก genetic drift 2. ถ้าวิเคราะห์ความถี่ของแอลลีลในประชากรรุ่นลูก มักจะพบว่าไม่อยู่ในสมดุลของ Hardy-Weinberg 3. ปรากฏการณ์ดังในภาพจะส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงความถี่ฟีโนไทป์ได้มากกว่า bottleneck effect 4. รุ่นลูกของประชากร A และรุ่นลูกของประชากร B มี gene pool ร่วมกัน
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 61 เฉลย 1. ถูก เพราะ ประชากรรุ่นลูกเริ่มจากสมาชิกจากประชากรดั้งเดิมจำนวนน้อย จึงเกิดการเปลี่ยนแปลงความถี่ ของแอลลีลไปจากเดิมอย่างไม่มีทิศทาง เนื่องจาก genetic drift 2. ถูก เพราะ ประชากรขนาดเล็ก จะเกิดการเปลี่ยนแปลงความถี่ของแอลลีลเพิ่มขึ้นหรือลดลงอย่างไม่มี ทิศทาง โดยบางแอลลีลอาจหายไป หรืออาจเหลือเพียงแอลลีลเดียวภายในไม่กี่ชั่วรุ่น เนื่องจากเกิด genetic drift 3. ผิด เพราะ ทั้ง bottleneck effect และ founder effect (ปรากฏการณ์ในภาพ) ทำให้ประชากรมีขนาด ลดลง ความถี่ของแอลลีลเปลี่ยนแปลง อาจมีบางแอลลีลหายไปเหมือนกัน มีผลให้เกิด genetic drift ดังนั้น ในระยะยาวจึงยังไม่สามารถสรุปได้ 4. ผิด เพราะ ประชากร A และ B เริ่มต้นไม่เหมือนกัน และแยกจากกัน รุ่นลูกจึงมี gene pool แยกกัน II. Biosystematics 49. จาก phylogenetic tree และตัวอย่างของสัตว์ในกลุ่ม Deuterostomia (ก-ซ)
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 62 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ลักษณะที่ตำแหน่ง A คือการมี vertebrae 2. C คือสัตว์ในภาพ ก ข จ และ ฉ 3. D คือสัตว์ในภาพ ง และ ซ 4. ลักษณะร่วมของ E และ F คือการมี jaw และ cranium เฉลย 1. ผิด เพราะ ลักษณะที่ตำแหน่ง A คือ การมี notochord, dorsal nerve cord และ pharyngeal gill slits ซึ่งเป็นลักษณะประจำ Phylum Chordata 2. ผิด เพราะ C คือ สัตว์ใน Phylum Echinodermata ได้แก่ ก (เม่นทะเล) ข (ดาวทะเล) และ จ (พลับพลึงทะเล) แต่ ฉ คือ Urochordata (เพรียงหัวหอม) ซึ่งเป็นสัตว์ใน Phylum Chordata 3. ผิด เพราะ D คือ สัตว์ในภาพ ฉ ได้แก่ Urochordata (เพรียงหัวหอม) ส่วนปลา ง คือ E และ ซ คือ rayfinned fish 4. ถูก เพราะ E คือ fishes และ F คือ reptiles หรือ birds ซึ่งมี jaw และ cranium
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 63 50. จากภาพ ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. โครงสร้างนี้พบในกลุ่มพืช seed plant ทุกชนิด 2. โครงสร้างนี้มีการเกิด double fertilization และพัฒนาเป็น naked seed 3. โครงสร้างที่ปลายลูกศรชี้ ต่อไปจะพัฒนาเป็นโครงสร้างที่เป็น diploid 4. โครงสร้างนี้เทียบได้กับ female gametophyte ของพืชในสกุล Lycopodium เฉลย 1. ผิด เพราะ ในภาพเป็นโครงสร้างออวุลที่ภายในมีการสร้าง embryo sac พบเฉพาะในพืชมีเมล็ดในกลุ่มพืชดอกเท่านั้น 2. ผิด เพราะ ในภาพภายหลังเกิด double fertilization จะพัฒนาเป็นเมล็ดที่เจริญอยู่ภายในผล 3. ผิด เพราะ ตรงปลายลูกศรชี้เป็นการรวมนิวเคลียสระหว่าง polar nuclei กับนิวเคลียสของ sperm ต่อไปจะเจริญเป็น endosperm ซึ่งจะเป็นเนื้อเยื่อที่เป็น triploid 4. ผิด เพราะ พืชสกุล Lycopodium เป็นพืชสร้างสปอร์แบบเดียวจึงไม่มีโครงสร้างของ female gametophyte
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 64 ข้อสอบภาคทฤษฎี ชุดที่ 2 (Part B) I. Cell Structure and Function 1. จากการศึกษาโปรตีน X ซึ่งมีขนาดประมาณ 66 kDa พบบริเวณจับกับโปรตีนคัลมอดุลิน (calmodulinbinding domain) อยู่ในตำแหน่งเรซิดิวส์ที่ 60-77 โดยมีลำดับกรดแอมิโนแสดงดังภาพ A และเมื่อ นำเสนอแบบ helical wheel แสดงดังภาพ B เรซิดิวส์ที่แรเงาแสดงกรดแอมิโนประเภทไฮโดรโฟบิก และ กรดแอมิโนที่หมู่ R มีสมบัติที่สามารถให้แสดงขั้วบวกมีเครื่องหมายบวกกำกับ กำหนดให้น้ำหนักโมเลกุล เฉลี่ยของกรดแอมิโนภายในโปรตีนเท่ากับ 105 Da (helical wheel เป็นแผนภาพของลำดับกรดแอมิโนที่มีโครงสร้าง -helix ของโปรตีน โดยให้แกนของ helix ตั้งฉากกับหน้ากระดาษ และจัดเรียงกรดแอมิโนในลักษณะเป็นวงทีละเรซิดิวส์โดยวางกรดแอมิโน ห่างกัน 100 องศา เรียงตั้งแต่เรซิดิวส์ที่ 1 จนถึงเรซิดิวส์ที่ 18) 1. A แสดงโครงสร้างปฐมภูมิ(primary structure) ของโปรตีน 2. calmodulin-binding domain อยู่ทางปลาย C ของโปรตีน 3. เรซิดิวส์ที่ 60-77 ทำให้เกิดโครงสร้างที่มีสมบัติ amphipathic 4. การเกิดพันธะไฮโดรเจนระหว่างเรซิดิวส์ภายในโครงสร้าง B ทำให้เกิดเป็นโครงสร้างทุติยภูมิ(secondary structure)
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 65 เฉลย 1. ถูก เพราะ ลำดับกรดแอมิโน (A) จัดเป็นโครงสร้างปฐมภูมิของโปรตีน 2. ผิด เพราะ จากน้ำหนักโมเลกุลของโปรตีน X (66000 Da) เมื่อหารด้วยน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของกรดแอมิโน ภายในโปรตีน (105 Da)จะได้จำนวนเรซิดิวส์ทั้งหมดของโปรตีนประมาณ 628 เรซิดิวส์ ในภาพเป็นเรซิดิวส์ ตำแหน่งที่ 60-77 แสดงว่าอยู่ทางปลาย N ของโปรตีน ไม่ใช่ปลาย C 3. ถูก เพราะ เป็นโครงสร้างที่มีทั้งบริเวณที่มีขั้วและไม่มีขั้ว จัดว่ามีสมบัติ amphipathic 4. ถูก เพราะ โครงสร้าง B แสดงโครงสร้าง -helix ซึ่งเกิดจากการสร้างพันธะไฮโดรเจนระหว่างเรซิดิวส์ ภายในสายจัดเป็นของโปรตีนทุติยภูมิ (secondary structure) 2. จากภาพ plasma membrane ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. โครงสร้าง a มีความจำเพาะเจาะจงต่อสารเคมีบางชนิด เช่น ฮอร์โมน 2. โครงสร้าง h ทำให้ plasma membrane มีสมบัติเป็นของไหล (fluidity) ลดลง 3. โครงสร้าง f สร้างขึ้นจาก rough endoplasmic reticulum (RER) ซึ่งอยู่ภายในเซลล์ 4. โครงสร้าง c มีสมบัติเป็นของไหล (fluidity) โดยประกอบด้วยโครงสร้าง b และ d ที่มีสมบัติเป็น hydrophobic และ hydrophilic ตามลำดับ
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 66 เฉลย 1. ถูก เพราะ โครงสร้าง a เป็นคาร์โบไฮเดรตที่อยู่บนผิวด้านนอกของ plasma membrane ซึ่งทำหน้าที่เป็น receptor จึงมีความจำเพาะเจาะจงต่อสารเคมีบางชนิด เช่น ฮอร์โมน 2. ถูก เพราะ โครงสร้าง h เป็น cholesterol ทำให้ plasma membrane มีสมบัติเป็นของไหล (fluidity) ลดลง 3. ถูก เพราะ โครงสร้าง f เป็นโปรตีนที่สร้างขึ้นจาก rough endoplasmic reticulum (RER) ซึ่งอยู่ภายใน เซลล์ และลำเลียงในรูปของ vesicle มายัง plasma membrane 4. ผิด เพราะ โครงสร้าง c คือ phospholipid bilayer ซึ่งมีสมบัติเป็นของไหล (fluidity) ประกอบด้วย โครงสร้าง b (polar head) และ d (non-polar tail) ที่มีสมบัติเป็น hydrophilic และ hydrophobic ตามลำดับ Reference: Mader, S. (2010). Human Biology (11th ed.). New York, NY, USA: McGraw-Hill. 3. จากภาพ Plasmodesmata(PD) เป็นรูเปิดที่ภายในบุด้วยเยื่อหุ้มเซลล์เข้าหากันของเซลล์พืชที่อยู่ติดกัน มีส่วน ของถุง endoplasmic reticulum (ER) ที่ถูกบีบอัดจนมีลักษณะเป็นท่อยาวเรียกว่า desmotubule แทรกอยู่ ตรงกลางรูเปิดระหว่างทั้งสองเซลล์ PD เป็นช่องทางการเคลื่อนที่ของสารที่ละลายน้ำหรือโมเลกุลที่ทำหน้าที่ ส่งสัญญาณระหว่างเซลล์รวมถึงเชื้อโรค จากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์ผ่านทางไซโทพลาซึมที่อยู่ระหว่างเยื่อหุ้ม เซลล์กับ desmotubule หรือเคลื่อนที่บนเยื่อหุ้มของ ER หรือผ่านทาง lumen ของ desmotubule
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 67 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. โมเลกุลน้ำที่เคลื่อนจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์ผ่านทางไซโทพลาซึมที่อยู่ระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์กับ desmotubule จัดอยู่ในเส้นทางการลำเลียงแบบ symplast 2. กรดแอมิโนที่อยู่ในไซโทซอลสามารถเคลื่อนที่ผ่าน PD แบบ simple diffusion ไปยังเซลล์ข้างเคียงได้ 3. ถ้าการกระจายเชื้อไวรัสในเซลล์พืชเกิดผ่านทาง PD โดยอาศัยโปรตีนของไวรัสที่ถูกสร้างขึ้นใน ER ดังนั้น การลำเลียงโปรตีนชนิดนี้จึงอาจเกิดขึ้นบนเยื่อหุ้มเซลล์ที่บุอยู่ด้านใน PD 4. กลไกควบคุมการผ่านเข้าออกของสารทาง PD มีลักษณะเหมือนกับกลไกควบคุมการผ่านเข้าออกของสาร ผ่านทาง gap junction ในเซลล์สัตว์ เฉลย 1. ถูก เพราะ โมเลกุลของน้ำเคลื่อนจากไซโทพลาซึมของเซลล์หนึ่งไปยังไซโทพลาซึมของเซลล์ข้างเคียงซึ่ง เชื่อมต่อกันผ่านทาง PD ดังนั้นการเคลื่อนที่นี้จึงจัดอยู่ในเส้นทางการลำเลียงแบบ symplast 2. ถูก เพราะ กรดแอมิโนที่ไม่เกี่ยวข้องกับหรือมีปฏิสัมพันธ์กับ PD สามารถแพร่ผ่านช่องเปิดของ PD โดยเป็น การลำเลียงแบบ simple diffusion ภายใต้เงื่อนไขที่ว่าจะต้องเป็นสารที่มีขนาดโมเลกุลเล็กกว่ารูเปิดของ PD หรือมีขนาดเล็กกว่า 1 kDa 3. ถูก เพราะ โปรตีนที่สังเคราะห์ใน ER จะถูกบรรจุและส่งออกมาในรูปของ vesicle มีขนาดใหญ่กว่า 1 kDa การเคลื่อนที่ของโปรตีนผ่าน PD ไม่สามารถเคลื่อนที่แบบ diffusion ได้จะต้องอาศัยกลไกแบบ endomembrane trafficking ผ่านทางเยื่อหุ้ม ER ไปยังเยื่อหุ้มเซลล์และส่ง movement protein (MP) ไปยังเซลล์ข้างเคียง 4. ผิด เพราะ การควบคุมการปิด-เปิด หรือการทำงานของ gap junction ควบคุมได้โดยการเปลี่ยนแปลง conformation ของโปรตีนฝังอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ที่เป็นโครงสร้างของ gap junction ในเซลล์สัตว์ แต่ PD ในเซลล์พืชไม่ได้เกิดจากโปรตีนฝังตัวเกิดเป็นท่อ ดังนั้นต้องอาศัยการสะสมสาร callose ซึ่งเป็น สารประกอบคาร์โบไฮเดรตตรงบริเวณเยื่อหุ้มเซลล์และผนังเซลล์ของ PD เพื่อปิดช่องทาง 4. จากภาพเซลล์ที่กำลังแบ่ง
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 68 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. DNA ที่พบมีลักษณะเป็นวง 2. การแบ่งเซลล์นี้เป็นแบบ mitosis 3. พบ plastid ที่บรรจุสารสีสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง 4. มีการสร้างโปรตีนใช้ภายในเซลล์แต่ไม่มีกลไกการหลั่งโปรตีนออกนอกเซลล์โดยอาศัย vesicle เฉลย จากภาพเซลล์ดังกล่าวเป็นเซลล์prokaryoteซึ่งไม่พบนิวเคลียส จีโนมอยู่ในไซโทซอลเรียกว่านิวคลีออยด์ซึ่งไม่ มีเยื่อหุ้ม โดยเป็นโมเลกุล DNA ที่มีลักษณะเป็นวง และไม่พบออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้ม เช่น ER, mitochondria, chloroplast, etc. 1. ถูก เพราะ ตามคำอธิบายข้างต้น 2. ผิด เพราะ เป็นการแบ่งเซลล์ที่เรียกว่า binary fission 3. ผิด เพราะ ไม่พบออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้ม เช่น plastid 4. ถูก เพราะ ไม่พบออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้ม เช่น RER และ Golgi apparatus 5. จากภาพแสดง membrane protein บน cell membrane ของแบคทีเรีย 2 ชนิด ได้แก่ A แสดงภาพของ โปรตีน Escherichia coli ATP synthase และ B แสดงภาพของ Caldalkalibacillus thermarum typeII NADH dehydrogenase
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 69 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. Domain X ของ ATP synthase ประกอบด้วย acidic/basic amino acid จำนวนมาก 2. type-II NADH dehydrogenase ประกอบด้วย hydrophobic residue จำนวนมากบนผิวของโปรตีน 3. ถ้าดัดแปร domain X ของ ATP synthase ให้สูญเสียความสามารถในการทำงาน H + จะไม่สามารถไหล เข้า cytoplasm ได้ 4. ถ้ายับยั้งการทำงานของ type-II NADH dehydrogenase ด้วย inhibitor ทำให้เอนไซม์ไม่สามารถทำงาน ได้ จะพบว่ามีการสะสม NADH จำนวนมาก เฉลย 1. ผิด เพราะ domain X คือ transmembrane region ประกอบด้วย non-polar amino acid จำนวนมาก 2. ผิด เพราะ type-II NADH dehydrogenase เป็น peripheral membrane protein ทำหน้าที่บนผิวของ cell membrane มี amino acid ที่มีสมบัติเป็น hydrophilic residue จำนวนมาก 3. ถูก เพราะ ส่วนของ Domain X ของ ATP synthase ทำหน้าที่เป็น Fo subunit มีช่องให้ H + สามารถไหล ผ่านจากด้าน periplasm เข้าสู่ cytoplasm 4. ถูก เพราะ NADH dehydrogenase ทำหน้าที่เป็นเอนไซม์ในปฏิกิริยา NADH + H+ + ubiquinone → NAD+ + ubiquinol ดังนั้นถ้ายับยั้ง NADH dehydrogenase จะทำให้ NADH ไม่ถูกเปลี่ยนเป็น NAD+ จึงมีการสะสม NADH 6. ภาพซ้ายแสดงผลการทดลองเรื่องการหายใจระดับเซลล์ของเมล็ดถั่ว โดยเปรียบเทียบระหว่างเมล็ดถั่วที่ไม่ งอก (non-germinating seeds) กับเมล็ดถั่วที่กำลังงอก (germinating seeds) โดยใช้ respirometer จากนั้นทดลองศึกษาผลของอุณหภูมิ ได้ผลดังภาพขวา เส้นกราฟหมายเลข 1-4 แสดงอัตราการหายใจของ เมล็ดถั่วที่ไม่งอกและเมล็ดถั่วที่กำลังงอก ภายใต้อุณหภูมิ10C และ 25C
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 70 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ชุดการทดลอง B บรรจุเมล็ดถั่วที่กำลังงอก 2. เกิด K2CO3 ในชุดการทดลอง A มากที่สุด 3. อัตราการหายใจของเมล็ดถั่วที่กำลังงอกที่อุณหภูมิ 25C คือหมายเลข 2 4. หมายเลข 4 คือผลการทดลองที่ทำที่อุณหภูมิ 10C เฉลย 1. ผิด เพราะ ชุดการทดลอง A บรรจุเมล็ดถั่วที่กำลังงอก (germinating seeds) สังเกตได้จากปริมาตรอากาศ ที่ลดลงเนื่องจากมีการใช้ออกซิเจน ส่วนชุดการทดลอง B บรรจุเมล็ดถั่ว (non-germinating seeds) ซึ่ง ปริมาตรอากาศลดลงเพียงเล็กน้อย 2. ถูก เพราะ ชุดการทดลอง A เกิดการหายใจระดับเซลล์มากที่สุด ทำให้เกิด CO2 มากที่สุด และเกิดปฏิกิริยา ตามสมการมากที่สุด CO2 + 2 KOH → K2CO3 + H2O 3. ผิด เพราะ อัตราการหายใจของเมล็ดถั่วที่กำลังงอก (germinating seeds) ที่อุณหภูมิ25C คือ หมายเลข 1 เนื่องจากที่อุณหภูมิ 25C เอนไซม์ทำงานได้ดีกว่าที่อุณหภูมิ 10C 4. ถูก เพราะ ที่อุณหภูมิสูง 25C ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นได้ดีกว่าที่อุณหภูมิต่ำ (10C) 7. จากการศึกษาหน้าที่ของ nucleolus ในการสลายโปรตีน H2B ที่เป็นองค์ประกอบของ histone โดยการถ่าย ยีน H2BWT ที่เป็น wild type และ H2BK120R ที่ทำให้ lysine ที่ตำแหน่ง 120 ของโปรตีน H2B เปลี่ยนเป็น arginine โดยนำไปเชื่อมต่อกับยีน GFP ที่สร้าง green fluorescent protein จากนั้นนำเข้าสู่ T cell ได้เซลล์ 2 ชนิดคือ เซลล์ปกติ (GFP-H2BWT) และ เซลล์กลายพันธุ์ (GFP-H2BK120R) และเปรียบเทียบปริมาณ โปรตีน H2B ได้ผลดังภาพที่ 1 หลังจากนั้นนำเซลล์ GFP-H2BWT เลี้ยงในอาหารเลี้ยงเซลล์ที่เติม DMSO (1%), MG132 (25 μM), 3-MA (10 mM) หรือ BafA1 (0.5 μM) และเปรียบเทียบปริมาณโปรตีน H2B ได้ผล ดังภาพที่ 2
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 71 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. lysine ที่ตำแหน่ง 120 มีความสำคัญต่อการสลายโปรตีน H2B ใน nucleolus 2. การเติม DMSO ในอาหารเลี้ยงเซลล์GFP-H2BWT สามารถยับยั้งการสลายโปรตีน H2B ได้ดีที่สุด 3. ถ้าเลี้ยงเซลล์GFP-H2BK120R ในอาหารเลี้ยงเซลล์ที่เติม MG132 ทำให้เกิดการสลายโปรตีน H2B เพิ่มขึ้น 4. การศึกษานี้สรุปได้ว่า เซลล์ GFP-H2BK120R มีความผิดปกติของ nucleolus เฉลย 1. ถูก เพราะ เซลล์ที่มีการเปลี่ยนกรดแอมิโนไลซีนที่ตำแหน่ง 120 เป็นอาร์จินีนของโปรตีน H2B มีการสะสม โปรตีน H2B มากกว่าเซลล์ปกติใน nucleolus 2. ผิด เพราะ การเติม DMSO ในอาหารเลี้ยงเซลล์ในเซลล์ปกติทำให้เซลล์สลาย H2B ได้ (DMSO control) 3. ผิด เพราะ เซลล์ GFP-H2BK120R เป็นเซลล์ที่มีโปรตีน H2B ผิดปกติทำให้นิวคลีโอลัสไม่สามารถสลาย โปรตีนนี้ได้ เมื่อเลี้ยงในอาหารที่เติม MG132 จะทำให้มีการสะสมโปรตีน H2B เพิ่มขึ้น 4. ผิด เพราะ nucleolus ไม่มีความผิดปกติ แต่เซลล์นี้มีโปรตีน H2B ที่ผิดปกติ จึงทำให้nucleolus ไม่ สามารถสลายโปรตีนได้ 8. จากการทดลองเลี้ยงเซลล์มะเร็งในห้องปฏิบัติการ โดยแบ่งเป็น 2 ชุด คือ 1. เลี้ยงเซลล์ในอาหารเลี้ยงปกติ 2. เลี้ยงเซลล์ในอาหารที่มีการเติม nocodazole ความเข้มข้น 40 ng/ml ซึ่งสารนี้สามารถยับยั้งการเกิด polymerization ของ tubulin dimer เมื่อเวลาผ่านไป 24 ชั่วโมง ซึ่งครบหนึ่งรอบของการแบ่งเซลล์ พบว่าเซลล์บางส่วนในชุดการทดลองที่ 2 อยู่ในระยะดังภาพ
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 72 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ระยะที่พบในภาพคือระยะโพรเฟสของการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส 2. ถ้าเพิ่มความเข้มข้นของ nocodazole อาจทำให้เกิดการยับยั้ง DNA polymerization ที่ระยะ S 3. เมื่อครบรอบการแบ่งเซลล์ เซลล์ส่วนใหญ่ในชุดการทดลองที่ 2 มีจำนวนโครโมโซม 4n 4. เมื่อเวลาผ่านไป 48 ชั่วโมง ค่าเฉลี่ยจำนวนเซลล์ในชุดการทดลองที่ 1 จะสูงกว่าชุดที่ 2 ประมาณ 4 เท่า เฉลย 1. ผิด เพราะ ในรูปคือระยะโพรเมทาเฟส เนื่องจากเยื่อหุ้มนิวเคลียสมีการสลายตัวไปแล้วและโครโมโซมเริ่ม เคลื่อนที่มาอยู่ตรงกลางเซลล์ รวมถึงเส้นใยสปินเดิลก็เริ่มมีการยืดยาว 2. ผิด เพราะ nocodazole ยับยั้งการเกิดพอลิเมอร์ของไมโครทูบูล จึงเกี่ยวข้องกับการสร้างเส้นใยสปินเดิล ไม่เกี่ยวกับการจำลองดีเอ็นเอ 3. ถูก เพราะ เซลล์เหล่านี้ผ่านการจำลองตัวเองมาแล้วในอินเตอร์เฟส ดังนั้นเมื่อครบรอบการแบ่งเซลล์ ไม่มี การแบ่งนิวเคลียส จึงทำให้แต่ละเซลล์มีจำนวนโครโมโซมเพิ่มขึ้นจาก 2n เป็น 4n 4. ถูก เพราะ ถ้ารอบการแบ่งเซลล์ปกติคือ 24 ชั่วโมง ที่เวลา 48 ชั่วโมง จะมีการแบ่งเซลล์ได้ 2 รอบ ดังนั้น ถ้าเริ่มต้นมี 1 เซลล์ ในชุดที่ 1 ซึ่งเป็นชุดควบคุม ครบ 2 รอบ จะได้ 4 เซลล์ ในขณะที่ชุดการทดลองที่ 2 เซลล์ไม่สามารถผ่านระยะไมโทซิสได้สำเร็จ จึงไม่เกิดการแบ่งเซลล์ ดังนั้น ถ้าเริ่มจาก 1 เซลล์เท่ากัน ถึงแม้ เวลาจะผ่านไป ก็ยังคงมี 1 เซลล์เท่าเดิม 9. จากการศึกษาผลของความเข้มข้นสารตั้งต้นต่ออัตราเร็วของปฏิกิริยาที่เร่งด้วยเอนไซม์ A เมื่อเติมและไม่เติม สาร X ได้ผลดังภาพ A และเมื่อนำผลของปฏิกิริยาที่ไม่ได้เติมสาร X มาสร้างกราฟจะได้ดังภาพ B
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 73 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ที่ความเข้มข้นของสารตั้งต้นต่ำ อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นเกือบเป็นเส้นตรงตามการเพิ่มของสารตั้งต้น 2. ที่ความเข้มข้นสูงขึ้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาลดลงอย่างมาก 3. การอิ่มตัวของค่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาสามารถเอาชนะได้ด้วยการเพิ่มความเข้มข้นของสารตั้งต้น 4. จากผลการทดลอง สาร X เป็นตัวยับยั้งแบบแข่งขันของเอนไซม์ A เฉลย 1. ถูก เพราะ ในปฏิกิริยาที่มีเอนไซม์ปริมาณคงที่ อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะขึ้นกับปริมาณสารตั้งต้น ความ เข้มข้นของสารตั้งต้นต่ำ เช่น 0 - 0.1 mM กราฟเกือบเป็นเส้นตรงตามการเพิ่มขึ้นของสารตั้งต้น 2. ผิด เพราะ ที่ความเข้มข้นสูงขึ้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาไม่ได้ลดลง แต่อัตราการเพิ่มของอัตราการ เกิดปฏิกิริยาลดลง 3. ผิด เพราะ ในภาวะที่มีความเข้มข้นของสารตั้งต้นเกินพอ เอนไซม์ทั้งหมดจะถูกเปลี่ยนไปเป็น enzymesubstrate complex การเพิ่มความเข้มข้นของสารตั้งต้นจึงไม่สามารถเอาชนะการอิ่มตัวของค่าอัตราการ เกิดปฏิกิริยาได้ 4. ผิด เพราะ ถ้าสร้างกราฟของปฏิกิริยาที่เติมสาร X จะพบว่าค่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงสุดลดลงต่ำกว่า อัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงสุดในภาวะที่ไม่ได้เติมสาร X ดังนั้นสาร X จึงน่าจะเป็นตัวยับยั้งแบบไม่แข่งขัน 10. จากภาพเซลล์ E. coli ที่มีรูปร่างเป็นทรงกระบอกยาว 2 m และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 m น้ำหนักโมเลกุล ของ genomic DNA เท่ากับ 3.1x109 g/mol กำหนดให้น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของคู่เบสของนิวคลีโอไทด์ใน สาย DNA เท่ากับ 660 และความยาวเฉลี่ยของโปรตีนใน E. coli มีค่าประมาณ 400 เรซิดิวส์
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 74 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. จีโนม E. coli มีขนาดประมาณ 4.7 kb 2. โครโมโซมจาก E. coli มีความยาวประมาณ 1.6 mm 3. จำนวนโปรตีนที่พบในเซลล์ E. coli จะไม่เกิน 4,000 ชนิด 4. ปริมาตรของ DNA ภายในเซลล์ E. coli มีค่าน้อยกว่า 1% ของปริมาตรทั้งหมดของเซลล์ เฉลย 1. ผิด เพราะ จีโนม E. coli มีขนาดประมาณ 3.1x109 / 660 = 4,696,969 4.7 Mb 4,700 kb 2. ถูก เพราะ ความยาวระหว่างคู่เบสเท่ากับ 3.4 Å ดังนั้นโครโมโซมจาก E. coli มีความยาวประมาณ 4,696,969 x 3.4 Å = 1.6 mm 3. ถูก เพราะ จากจำนวนนิวคลีโอไทด์ทั้งหมดในจีโนม E. coli = 4,696,969 นิวคลีโอไทด์ และจากความยาว เฉลี่ยของโปรตีนใน E. coli = 400 เรซิดิวส์ซึ่งต้องมาจากลำดับเบสอย่างน้อย 1,200 นิวคลีโอไทด์ ดังนั้นจำนวนโปรตีนสูงสุดที่สามารถสร้างได้จากจีโนม E. coli จึงเท่ากับ 4,696,969 / 1,200 = 3,914 ชนิด 4. ถูก เพราะ จีโนม E. coli มีปริมาตรประมาณ 3.14 x (0.001 m)2 x 1600 m = 0.005 m3 เซลล์ E. coli มีปริมาตรประมาณ 3.14 x (0.5 m)2 x 2 m = 1.57 m3 ดังนั้นปริมาตรภายในเซลล์ E. coli ที่มี DNA บรรจุอยู่จึงเท่ากับ 0.005/1.57 = 0.0032 หรือ 0.3% ซึ่งน้อย กว่า 1% ของปริมาตรทั้งหมด
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 75 II. Plant Physiology and Anatomy 11. จากภาพแสดงกลไกการออกจากระยะพักตัว (dormancy breaking) ของเมล็ดของพืชดอกชนิดหนึ่ง โดยแสดงถึงบทบาทของ gibberellic acid (GA3 ) และแสงในการกระตุ้นกระบวนการงอกในเมล็ด ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. โครงสร้างนี้เจริญมาจาก ovule ที่มีการเกิดปฏิสนธิซ้อน (double fertilization) 2. เมล็ดนี้เป็น albuminous seed และจะไม่พบใบเลี้ยงในเมล็ดนี้ 3. เมล็ดพืชชนิดนี้ที่ดูดน้ำเต็มที่และได้รับแสงที่ความยาวคลื่น 730 nm จะงอกได้ 4. เมื่อเกิด imbibition น้ำจะถูกนำไปใช้สลาย GA3 ผ่านปฏิกิริยา hydrolysis เพื่อกระตุ้นการงอกของเมล็ด เฉลย 1. ถูก เพราะ หลังการปฏิสนธิ ovule เจริญไปเป็นเมล็ด ภายใน ovule มี embryo sac ซึ่งประกอบไปด้วยเซลล์ไข่ และ polar nuclei ที่เกิดปฏิสนธิซ้อน (double fertilization) กับ sperm แล้วพัฒนาเป็น embryo และ endosperm ตามลำดับ 2. ผิด เพราะ ในภาพเป็นเมล็ดที่มี endosperm จึงจัดเป็น albuminous seed ซึ่งยังมีใบเลี้ยง เพราะสามารถพบใบเลี้ยงได้ในพืชดอกทั้งที่เป็น albuminous seed และ exalbuminous seed 3. ผิด เพราะ แสงที่กระตุ้นให้เกิดการงอกเป็นแสงที่ความยาวคลื่น 660 nm ที่จะเปลี่ยน Pr ให้เป็น Pfr แล้วจึงกระตุ้นให้เกิดการแสดงออกของยีน (สร้าง RNA) ที่นำไปสู่การงอกของเมล็ดได้ 4. ผิด เพราะ น้ำที่เข้าสู่เมล็ดโดยกระบวนการ imbibition จะกระตุ้นการสร้าง GA3 และทำให้เมล็ดออกจากระยะพักได้
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 76 12. จากภาพตัดขวางของพืชชนิดหนึ่ง ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. เซลล์บริเวณ A เจริญมาจาก cork cambium 2. เซลล์บริเวณ D มีการสะสม suberin ทำให้ไม่สามารถลำเลียงน้ำแบบ apoplast ได้ 3. บริเวณ F ประกอบด้วยเนื้อเยื่อที่เจริญมาจาก ground meristem 4. พืชชนิดนี้เกิด secondary growth เนื่องจากมีการสร้าง periderm และ lenticel เฉลย 1. ผิด เพราะ บริเวณ A คือ epidermis เจริญมาจาก protoderm 2. ผิด เพราะ จากภาพเป็น x-section ของลำต้นพืช ซึ่งเซลล์บริเวณ D คือ vascular cambium ซึ่งไม่มีการสะสมของ suberin และไม่เกี่ยวข้องกับลำเลียงน้ำแบบ apoplast 3. ถูก เพราะ บริเวณ F คือ บริเวณ pith ประกอบด้วยเนื้อเยื่อ parenchyma เป็นส่วนใหญ่ ซึ่งจัดเป็น permanent tissue ที่เจริญมาจาก ground meristem 4. ถูก เพราะ บริเวณ B คือ cork cambium และ รอยแตกที่เกิดขึ้น คือ lenticel ซึ่ง แสดงถึง secondary growth D A B E C F
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 77 13. เมื่อนำต้นกล้า (seedling) ของพืชชนิดหนึ่งดังภาพ มาศึกษาลักษณะทางกายวิภาค ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. เมื่อตัด x-section ของลำต้นจะพบ interfascicular cambium 2. ในชั้น endodermis ของรากมี Casparian strip 3. เซลล์ในชั้น pericycle มี dedifferentiation 4. ในลำต้นจะพบ secondary phloem และ secondary xylem เฉลย 1. ผิด เพราะข้าวโพดเป็นพืชใบเลี้ยงเดี่ยวไม่มี vascular cambium จึงไม่พบทั้ง fascicular และ interfascicular cambium 2. ถูก เพราะ Casparian strip เป็นลักษณะที่พบได้ในชั้น endodermis ของรากทั้งพืชใบเลี้ยงเดี่ยวและใบเลี้ยงคู่ และจะพบได้ง่ายกว่าในระยะที่รากยังอยู่ในการเติบโตระยะที่เป็น primary growth 3. ถูก เพราะ จากลักษณะของรากที่แสดงมีรากแขนงแล้ว ดังนั้นจึงมีโอกาสพบ lateral root primordium ที่เกิดจาก dedifferentiation ของเซลล์ในชั้น pericycle ได้ 4. ผิด เพราะ ข้าวโพดเป็นพืชใบเลี้ยงเดี่ยวไม่มี vascular cambium ดังนั้นจึงไม่พบ secondary xylem และ secondary phloem
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 78 14. เมื่อนำเซลล์พืชที่มีค่า water potential เท่ากับ − 0.9 MPa และมีค่า pressure potential เท่ากับ 0 MPa แช่ในบีกเกอร์ที่บรรจุสารละลายน้ำตาลซูโครสความเข้มข้น 0.4 M ซึ่งมีค่า water potential เท่ากับ − 0.7 MPa แล้วปล่อยให้เซลล์เข้าสู่สมดุลในขณะที่แช่ในสารละลายน้ำตาลซูโครส ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. เซลล์ที่จุดสมดุลจะมีสภาพเป็น turgid cell (เซลล์เต่ง) 2. water potential ของเซลล์ที่จุดสมดุลมีค่าเท่ากับ 0 MPa 3. osmotic potential ของเซลล์นี้ไม่เปลี่ยนแปลง 4. ที่จุดสมดุล water potential ของสารละลายน้ำตาลซูโครสมีค่าเท่ากับ water potential ของเซลล์เมื่อเริ่มต้นการทดลอง เฉลย 1. ถูก เพราะ เมื่อเริ่มต้นเซลล์มีค่า water potential ต่ำกว่าสารละลายน้ำตาลซูโครส และมีค่า pressure potential เท่ากับ 0 น้ำจากสารละลายจะแพร่เข้าสู่เซลล์ และเมื่อเข้าสู่สมดุลเซลล์จะมี water potential เท่ากับสารละลายภายนอกคือ − 0.7 MPa โดยที่มีosmotic potential คงที่ ดังนั้น เซลล์จะมี pressure potential ที่สมดุล เท่ากับ 0.2 MPa ดังนั้นเซลล์มีลักษณะเป็น turgid cell 2. ผิด เพราะ ที่สมดุล water potential ภายในเซลล์ จะเท่ากับภายนอกเซลล์ ซึ่งเท่ากับ − 0.7 MPa 3. ถูก เพราะ ขนาดของเซลล์ไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นความเข้มข้นของสารละลายภายในเซลล์จึงคงที่ osmotic potential คงที่ตลอดการทดลองจนถึงสมดุล 4. ผิด เพราะ สารละลายน้ำตาลมีปริมาตรมากกว่าเซลล์มาก เมื่อเกิดการแพร่ของน้ำเข้าสู่เซลล์จะมีผลต่อความเข้มข้นของสารละลายน้ำตาลน้อยมาก ดังนั้น ที่จุดสมดุลค่า water potential ของสารละลายน้ำตาลจะเท่าเดิมคือ − 0.7 MPa 15. การเปิดปิดปากใบควบคุมด้วยฮอร์โมนพืชและสารเคมีซึ่งเป็นสัญญาณภายในเซลล์ ในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงความกว้างของปากใบ (stomatal aperture) ของพืชชนิดหนึ่งเมื่อได้รับความเค็มจากเกลือแกง (NaCl) และการฉีดพ่นใบด้วย putrescine (Put) รวมทั้งการให้สารต่าง ๆ ร่วมกับ Put และความเค็ม ได้แก่ D-Arg (ตัวยับยั้งการสังเคราะห์ Put), H2O2 และ DMTU (สารกำจัด H2O2 ) ได้ผลแสดงดังภาพ A และ ผลของ treatment ต่าง ๆ ที่มีต่อปริมาณ ABA (ABA content) และการแสดงออกของยีน NCED (NCED expression level) ซึ่ง encode ให้ยีนใน ABA biosynthesis pathway แสดงดังภาพ B
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 79 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. Put ชักนำให้ปากใบเปิดได้ 2. การให้ Put เมื่อพืชได้รับความเค็มมีผลต่อกระบวนการสังเคราะห์ Put ภายในพืช 3. การตอบสนองของปากใบต่อ Put ในขณะที่ได้รับความเค็มเป็นกระบวนการที่มีการส่งสัญญาณผ่าน H2O2 4. Put มีบทบาทต่อกระบวนการสังเคราะห์ ABA เมื่อพืชได้รับความเค็ม เฉลย 1. ผิด เพราะ การให้ Put เพียงอย่างเดียว stomatal aperture ไม่แตกต่างจากชุดควบคุม (ภาพ A) 2. ถูก เพราะ การชะลอการปิดปากใบด้วย Put เมื่อมีการให้ D-Arg ซึ่งเป็น Put biosynthesis inhibitor แล้วพบว่าปากใบปิดได้เหมือนกับการได้รับ NaCl เพียงอย่างเดียว ดังนั้นจึงคาดได้ว่า การให้ Put จากภายนอกมีผลต่อการสังเคราะห์ Put ภายในพืช และทำให้ชะลอการปิดปากใบ ไม่ได้เป็นผลจาก Put ที่ให้จากภายนอกโดยตรงเพียงอย่างเดียว 3. ถูก เพราะ เมื่อให้ NaCl ร่วมกับ Put แล้วให้ DMTU ซึ่งเป็น H2O2 scavenger แล้วมีผลทำให้ Put ไม่สามารถชะลอการปิดปากใบได้ แต่เมื่อให้ H2O2 เพิ่มเติม (NaCl + Put + DMTU + H2O2 ) ทำให้ปากใบเปิดกว้างขึ้นได้ แสดงว่าบทบาทของ Put ในการชะลอการปิดปากใบนี้เป็นการทำงานผ่านสัญญาณ H2O2 4. ถูก เพราะ เมื่อพืชได้รับ Put ในภาวะเค็มมีผลทำให้การแสดงออกของยีน NCED และ ปริมาณ ABA แตกต่างจากการได้รับ NaCl เพียงอย่างเดียวอย่างมีนัยสำคัญ
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 80 Ref: Ma, S., Zhou, X., Jahan, M. S., Guo, S., Tian, M., Zhou, R., . . . Shu, S. (2022). Putrescine regulates stomatal opening of cucumber leaves under salt stress via the H2O2 -mediated signaling pathway. Plant Physiology and Biochemistry, 170, 87-97. doi:10.1016/j.plaphy.2021.11.028 16. ในการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่าง CO2 assimilation และ photosynthetic photon flux density (PPFD) ในพืช A และพืช B เทียบระหว่างใบในที่ร่ม (shade leaves) กับใบที่อยู่กลางแจ้ง (sun leaves) ได้ผลดังภาพ ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. Sun leaves ของพืช B มีlight compensation point ต่ำกว่า shade leaves 2. ที่ความเข้มแสงต่ำกว่า 600 μmol.m-2 .s-1 แสงเป็นปัจจัยจำกัด (limiting factor) ต่อการสังเคราะห์ด้วยแสง ของพืช A ไม่ว่าจะเป็น sun leaves หรือ shade leaves 3. Sun leaves ในพืช A และพืช B มีlight saturation point ที่ความเข้มแสงประมาณ 1000 μmol.m-2 .s1 4. ถ้าพืชทั้งสองชนิดมีพื้นที่ใบที่สังเคราะห์ด้วยแสงใกล้เคียงกัน พืช B น่าจะมีการเจริญเติบโตสูงกว่าพืช A
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 81 เฉลย 1. ถูก เพราะ sun leaves ของพืช B มีlight compensation point ประมาณ 100 µmol.m-2 .s-1 ในขณะที่ shade leaves จะมีค่า light compensation point ประมาณ 300 µmol.m-2 .s-1 2. ถูก เพราะ พืช A ทั้ง sun leaves และ shade leaves ของพืช A มี light saturation point ใกล้เคียงกันประมาณ 1000 µmol.m-2 .s-1 ดังนั้น ที่ระดับความเข้มแสงที่ต่ำกว่า light saturation point แสงจะเป็นปัจจัยจำกัด 3. ผิด เพราะ sun leaves ในพืช A มี light saturation point ที่ความเข้มแสงประมาณ 1000 µmol.m-2 .s1 แต่พืช B ไม่สามารถระบุได้ เพราะอัตรา CO2 assimilation ยังคงเพิ่มขึ้นตามเข้มแสงที่เพิ่มขึ้น 4. ผิด เพราะ เมื่อเปรียบเทียบที่ความเข้มแสงเดียวกัน พืช B มีอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงต่ำกว่าพืช A ดังนั้น ถ้าพื้นที่ใบใกล้เคียงกันพืช B น่าจะมีการเจริญเติบโตต่ำกว่าพืช A (ที่มาของภาพ Taylor, A. and Burns, K. 2016.Ecology. 97(4) pp. 819–825) 17. นักวิจัยศึกษาผลของความแล้ง (drought) ต่อต้นข้าวโพดสองพันธุ์คือพันธุ์ Yunuo 7 และ พันธุ์ Suyunuo 5 ในระยะออกไหม (หลังเกิดการถ่ายเรณู– days after pollination) เก็บข้อมูลจากใบที่ติดกับฝักซึ่งเป็นใบหลักในการสร้างอาหารสำหรับการพัฒนาของเมล็ด โดยเก็บข้อมูลปริมาณน้ำในเนื้อเยื่อ (water content) อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสง (Pn) และกิจกรรมของเอนไซม์รูบิสโก (RuBPCase) และเอนไซม์ phosphoenol pyruvate carboxylase (PEPCase) โดยมีต้นที่ได้รับน้ำปกติเป็นชุดการทดลองควบคุม (control) ns หมายถึงไม่มีความแตกต่างทางสถิติระหว่างชุดควบคุมและชุดที่ได้รับความแล้ง * หมายถึงมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติระหว่างชุดควบคุมและชุดที่ได้รับความแล้ง
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 82 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ข้าวโพดพันธุ์ Suyunuo 5 ได้รับผลจากกรดแอบไซซิกน้อยกว่าพันธุ์ Yunuo 7 เมื่อพิจารณาจากการรักษาปริมาณน้ำภายในใบที่ดีกว่า 2. การลดลงของกิจกรรมของเอนไซม์รูบิสโกหลังจากการถ่ายเรณูเป็นผลมาจากความแล้ง 3. ความแล้งไม่มีผลต่อกิจกรรมของเอนไซม์ PEPCase ในข้าวโพดทั้งสองพันธุ์ 4. ความแล้งน่าจะทำให้ผลผลิตของข้าวโพดพันธุ์ Yunuo 7 ลดลง แต่ไม่มีผลต่อพันธุ์ Suyunuo 5
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 83 เฉลย 1. ผิด เพราะ ข้าวโพดพันธุ์ Suyunuo 5 น่าจะได้รับผลของกรดแอบไซซิกมากกว่า เพราะมีการรักษาปริมาณน้ำในใบได้ดี น่าจะเป็นผลมาจากการควบคุมการปิดปากใบได้ดีมากกว่า หรือไวกว่าพันธุ์ Yunuo 7 ซึ่งสอดคล้องกับการลดลงของอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงของพันธุ์ Suyunuo 5 ที่ลดลงมากกว่าพันธุ์ Yunuo 7 2. ผิด เพราะ ข้าวโพดทั้งสองพันธุ์ในชุดควบคุมมีกิจกรรมของเอนไซม์รูบิสโกหลังจากการถ่ายเรณูลดลง ดังนั้นการลดลงของกิจกรรมของเอนไซม์รูบิสโกไม่ได้เป็นผลมาจากความแล้ง 3. ถูก เพราะ กิจกรรมของเอนไซม์ PEPCase ในข้าวโพดทั้งสองพันธุ์ในภาวะแล้งไม่แตกต่างจากกิจกรรมของเอนไซม์ PEPCase ในข้าวโพดชุดควบคุมอย่างมีนัยสำคัญ 4. ผิด เพราะ ความแล้งทำให้อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงของใบที่ติดกับฝักของข้าวโพดทั้งสองพันธุ์ลดลงอย่างมีนัยสำคั ญทางสถิติ ดังนั้นจึงควรมีผลต่อการลดลงของผลผลิตในข้าวโพดทั้งสองสายพันธุ์ Reference: Ye, Y.-X., Wen, Z.-R., Yang, H., Lu, W.-P., Lu, D.-L. Effects of post-silking water deficit on the leaf photosynthesis and senescence of waxy maize. (2020) Journal of Integrative Agriculture, 19 (9), pp. 2216-2228. 18. การทดลองชักนำยอด (regeneration) จากแคลลัสของข้าวโพด 4 พันธุ์ ได้แก่ BML6, DHM117, DMRH1301 และ DMRH1308 โดยใช้สารควบคุมการเจริญเติบโต (plant growth regulators) IAA, BAP และ kinetin เติมลงในอาหารสูตร RM ที่ความเข้มข้นต่าง ๆ โดยเรียกชื่อสูตรอาหาร (media) เป็น RM1 – RM10 ได้ผลการทดลองดังตาราง
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 84 Media Plant Growth Regulators (mg/L) Regeneration percentage (%) BML 6 DHM117 DMRH 1301 DMRH 1308 Average of all four genotypes RM1 RM without any PGRs 22.76BCD 11.10DEFG 32.40BC 22.75DE 22.25C RM2 BAP (1.0) 12.78EFG 1.70G 2.28G 2.23GH 4.75FGHI RM3 BAP (2.5) 2.76HIJ 2.31FG 1.82G 2.12GH 2.25HI RM4 BAP (3.0) 0.00J 1.62G 1.67G 1.71GH 1.25HI RM5 Kinetin (0.5) 35.80A 32.38A 53.70A 60.66A 45.63A RM6 Kinetin (1.0) 21.84CDE 24.63ABC 40.17B 31.56C 29.55B RM7 BAP (2.0) + Kinetin (1.0) 13.75DEF 16.93BCDE 31.49BC 49.96B 28.03B RM8 IAA (0.5) + Kinetin (1.0) 26.88ABC 25.29AB 29.38CD 44.69B 31.56B RM9 IAA (0.25) + BAP (1.0) 2.97HIJ 14.64BCDE 1.71G 2.35GH 5.42EFGH RM10 IAA (0.5) + BAP (1.0) 12.46FG 22.87ABC 0.00G 1.95GH 9.32DEF IAA = indole-3-acetic acid, BAP = 6-benzylaminopurine อักษรที่แตกต่างกันเหนือตัวเลขในแนวตั้งแสดงความแตกต่างทางสถิติอย่างมีนัยสำคัญเมื่อทดสอบด้วย Tukey’s HSD test ที่ P < 0.0001 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. Cytokinin ไม่เหมาะสมสำหรับการชักนำยอดของข้าวโพด 2. การเติม BAP เพียงอย่างเดียวในอาหารสูตร RM ไม่เหมาะสมสำหรับการชักนำยอดข้าวโพดทั้ง 4 พันธุ์นี้ 3. การใช้ IAA ร่วมกับ BAP สามารถส่งเสริมการเกิดยอดใหม่ของข้าวโพดบางพันธุ์ได้ 4. การใช้ IAA ร่วมกับ kinetin สามารถส่งเสริมการเกิดยอดใหม่ของข้าวโพดได้ทั้ง 4 พันธุ์
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 85 เฉลย 1. ผิด เพราะ kinetin ความเข้มข้น 0.5 mg/L (RM5) ซึ่งเป็นสารกลุ่มไซโทไคนินเหมาะสมที่สุดสำหรับการชักนำให้เกิดยอดจากแคลลัสข้าวโพดทุกพันธุ์ 2. ถูก เพราะ การเติม BAP เพียงอย่างเดียวในอาหารสูตร RM มีผลลดการเกิด regeneration 3. ถูก เพราะ อาหารสูตร RM ที่เติม IAA 0.5 mg/L ร่วมกับ BAP 1.0 mg/L (RM10) สามารถชักนำให้ข้าวโพดพันธุ์ DHM117 มีการเกิด regeneration เพิ่มขึ้นได้ 4. ผิด เพราะ การให้ IAA 0.5 mg/L ร่วมกับ kinetin 1.0 mg/L (RM8) ไม่สามารถชักนำให้มี regeneration percentage ของข้าวโพดพันธุ์ BML 6 และ DMRH 1301 เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ Reference: Kumar, K., Jha, A. K., Kumar, B., Karjagi, C. G., Abhishek, A., Gambhir, G., . . . Rakshit, S. (2022). Development of an efficient and reproducible in vitro regeneration and transformation protocol for tropical maize (Zea mays L.) using mature seed-derived nodal explants. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 148(3), 557-571.
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 86 III. Animal Physiology and Anatomy 19. ภาพ A แสดงความเข้มข้นของแอลกอฮอล์และภาพ B แสดงความเข้มข้นของแอลดีไฮด์ ในเลือดหนูทดลองที่ได้รับอาหารที่มีเอทานอล (EtOH) และ/หรือ สารสกัดจากหนอนไหม (SMSP) เป็นส่วนประกอบ ★★★ หมายถึง ค่าเฉลี่ยมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ P<0.001 เมื่อเทียบกับหนูทดลองที่ไม่ได้รับ EtOH (-) และ SMSP (-) #, ##, ### หมายถึง ค่าเฉลี่ยมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ P<0.05, P<0.01, P<0.001 ตามลำดับ เมื่อเทียบกับหนูทดลองที่ได้รับ EtOH (+) แต่ไม่ได้รับ SMSP (-) ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. หนูทดลองที่ได้รับอาหารที่ไม่มีเอทานอลจะพบแอลกอฮอล์ในเลือดประมาณ 4 mM 2. หนูทดลองที่ได้รับอาหารที่มีเอทานอลจะมีความเข้มข้นของทั้งแอลกอฮอล์และแอลดีไฮด์ในเลือดสูงขึ้น 3. SMSP สามารถลดความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ในเลือดของหนูทดลองได้ แต่ยังไม่สามารถสรุปได้ว่า SMSP สามารถลดความเข้มข้นของแอลดีไฮด์ในเลือดของหนูทดลองได้จริงหรือไม่ เนื่องจากความเข้มข้นของแอลดีไฮด์ในกราฟยังมีค่าใกล้เคียงกันอยู่ 4. เมื่อเข้าสู่ร่างกายแล้ว เอทานอลส่วนใหญ่จะผ่านกระบวนการ metabolism ที่ตับด้วยเอนไซม์หลายชนิด โดยเอนไซม์ที่สำคัญคือ alcohol dehydrogenase ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนเอทานอลให้เป็น acetaldehyde
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 87 เฉลย 1. ถูก เพราะ พิจารณาจากกราฟ A จะพบว่าหนูทดลองที่ได้รับอาหารที่ไม่มีเอทานอลจะพบแอลกอฮอล์ในเลือดประมาณ 4 mM 2. ถูก เพราะ จากกราฟ A และ B หนูทดลองที่ได้รับอาหารที่มีเอทานอล (EtOH (+) และ SMSP (-)) จะมีความเข้มข้นของทั้งแอลกอฮอล์และแอลดีไฮด์ในเลือดสูงขึ้นเมื่อเที่ยบกับหนูทดลองที่ไม่ได้รับอาหารที่ มีเอทานอล (EtOH (+) และ SMSP (-)) 3. ผิด เพราะ จากกราฟ หนูทดลองที่ได้รับ EtOH และ SMSP มีความเข้มข้นของแอลกอฮอล์และแอลดีไฮด์ต่ำกว่าในหนูทดลองที่ได้รับ EtOH เพียงอย่างเดียวอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ จึงสามารถสรุปได้ว่า SMSP สามารถลดความเข้มข้นของแอลกอฮอล์และแอลดีไฮด์ในเลือดของหนูทดลองได้อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ 4. ถูก เพราะ เมื่อเข้าสู่ร่างกายแล้ว เอทานอลมากกว่า 90% จะผ่านกระบวนการ metabolism ที่ตับด้วยเอนไซม์หลายชนิด โดยเอนไซม์ที่สำคัญและไวต่อแอลกอฮอล์ คือ alcohol dehydrogenase ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนเอทานอลให้เป็น acetaldehyde Reference: Lee, D.Y., Hong, K.S., Yun, S.M., Song, M.Y., Ji, S.D., Son, J.G., & Kim, E.H. (2017). Mature silkworm powder reduces blood alcohol concentration and liver injury in ethanoltreated rats. International Journal of Industrial Entomology, 35(2), 123-128. 20. จากภาพแสดงการเปลี่ยนแปลงขนาดของช่องอกและปอดและความดันภายในเยื่อหุ้มปอด (mm Hg) ระหว่างการหายใจของคน
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 88 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ภาพ 1 มีค่าความดันภายในปอด 760 mm Hg 2. ภาพ 3 มีค่าความดันภายในปอดสูงกว่า 760 mm Hg 3. อักษร D คือขนาดของช่องอกขณะที่กล้ามเนื้อกะบังลมคลายตัว 4. ค่าความดันภายในปอด C > A > B เฉลย 1. ถูก เพราะ ภาพ 1 มีค่าความดันภายในปอด 760 mm Hg ซึ่งเท่ากับความดันบรรยากาศ ทำให้ไม่เกิดการเคลื่อนที่ของอากาศ 2. ผิด เพราะ ภาพ 3 มีค่าความดันภายในปอดน้อยกว่า 760 mm Hg อากาศภายนอกจึงถูกดึงเข้ามา เป็นการหายใจเข้า 3. ถูก เพราะ อักษร D คือขนาดของช่องอกขณะหายใจออก กล้ามเนื้อกะบังลมคลายตัวทำให้ขนาดของปอดกลับมาเท่าปกติ ส่งผลให้ความดันภายในปอดเพิ่มขึ้น เป็นการหายใจออก 4. ผิด เพราะ ค่าความดันภายในปอดของภาพ 1 = 760 มิลลิเมตรปรอท ส่วนภาพ 2 ค่าความดันมากกว่า 760 มิลลิเมตรปรอท และภาพ 3 ค่าความดันน้อยกว่า 760 มิลลิเมตรปรอท ดังนั้นค่าความดันภายในปอด B > A > C
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 89 21. จากภาพแสดงส่วนประกอบของระบบหมุนเวียนในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมชนิดหนึ่ง ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ความหนาของ endothelium ของหลอดเลือด A > C > B 2. ความดันเลือดในหลอดเลือด A มีค่าสูงกว่าความดันเลือดในหลอดเลือด C 3. หลอดเลือด C เป็นหลอดเลือดที่นำเลือดออกจากหัวใจไปเลี้ยงส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย 4. เมื่อพิจารณาพื้นที่ตัดขวางของหลอดเลือดทั้งหมดในร่างกาย พบว่าหลอดเลือดชนิด B มีพื้นที่ตัดขวางน้อยที่สุด
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 90 เฉลย A คือหลอดเลือดในระบบ artery ส่วน C คือ หลอดเลือด vein สังเกตจากความหนาของผนังเส้นเลือด และขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของหลอดเลือด และลิ้นกั้น ส่วน B คือ หลอดเลือดฝอย 1. ผิด เพราะ ความหนาของ endothelium ของหลอดเลือดทั้งสามชนิดเท่ากัน ความหนาของผนังหลอดเลือด A มากกว่าหลอดเลือด C ซึ่งมาจากความหนาที่แตกต่างกันของกล้ามเนื้อ ขณะที่หลอดเลือด B ไม่มีชั้นกล้ามเนื้อมีเฉพาะชั้น endothelium 2. ถูก เพราะ A คือ หลอดเลือด artery ซึ่งรับเลือดจากหัวใจที่บีบไปเลี้ยงทั่วร่างกาย ในขณะที่หลอดเลือด vein (C) นำเลือดกลับสู่หัวใจ จึงมีแรงดันเลือดน้อยกว่า 3. ผิด เพราะ หลอดเลือด C คือ vein ซึ่งนำเลือดกลับสู่หัวใจ 4. ผิด เพราะ หลอดเลือดชนิด B คือ หลอดเลือดฝอย ซึ่งแตกแขนงไปเลี้ยงเนื้อเยื่อต่าง ๆ จึงมีพื้นที่ตัดขวางรวมมากที่สุด 22. ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. โครงสร้าง chordae tendineae พบที่ semilunar valve 2. SA node พบที่ interatrial septum ใกล้กับ tricuspid valve 3. หลอดเลือด coronary artery เป็นแขนงของหลอดเลือด aorta 4. บริเวณ interventricular septum เกี่ยวข้องกับการนำคลื่นไฟฟ้าหัวใจ เฉลย 1. ผิด เพราะ chordae tendineae เป็นโครงสร้างที่มีลักษณะเหมือนเส้นด้าย ซึ่งปลายข้างหนึ่งยึดอยู่กับ papillary muscle และปลายอีกข้างหนึ่งยึดกับแผ่นลิ้น AV valve 2. ผิด เพราะ SA node อยู่ที่รอยต่อระหว่างหลอดเลือด superior vena cava และ หัวใจห้องบนขวา 3. ถูก เพราะ ascending aorta ให้แขนง เป็น right coronary artery และ left coronary artery เลี้ยงผนังหัวใจ 4. ถูก เพราะ บริเวณ interventricular septum มีโครงสร้าง bundle of His เกี่ยวข้องกับการนำคลื่นไฟฟ้าหัวใจ
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 91 23. ในการทดลองปลูกถ่ายไตจากหมูสู่ลิงบาบูน โดยใช้หมูดัดแปรพันธุกรรมเพื่อลดการต่อต้านจากระบบภูมิคุ้มกันร่วมกับการใช้สารกดภูมิคุ้มกัน โดยแบ่งการทดลองออกเป็น 2 กลุ่ม กลุ่มละ 4 ตัว กลุ่ม A ได้รับสารกดภูมิชนิด A และกลุ่ม B ได้รับสารกดภูมิชนิด B ได้ผลดังภาพ โดยภาพ ก แสดงเปอร์เซ็นต์ลิงที่รอดชีวิต และภาพ ข แสดงเปอร์เซ็นต์ลิงที่รอดชีวิตและไม่พบการปฏิเสธ (rejection) อวัยวะ เมื่อเทียบกับลิงที่นำมาทดลองทั้งหมด ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ลิงในกลุ่ม A ตายทั้งหมดภายใน 28 วันหลังได้รับการปลูกถ่ายอวัยวะ 2. ลิงในกลุ่ม B ไม่พบการปฏิเสธอวัยวะ 3. ในวันที่ 140 ลิงทุกตัวที่ตายในกลุ่ม B เกิดจากการปฏิเสธอวัยวะที่ได้รับการปลูกถ่าย 4. ในวันที่ 250 มีลิงในกลุ่ม B อยู่รอดและไม่ปฏิเสธอวัยวะจำนวน 1 ตัว เฉลย 1. ผิด เพราะ จากกราฟ A ลิงในกลุ่ม A 25% สามารถมีชีวิตอยู่รอดได้เกิน 28 วัน (32 วัน) 2. ผิด เพราะ จากกราฟ B พบการปฏิเสธอวัยวะ 25% ตั้งแต่หลังวันที่ 84 3. ผิด เพราะ ในวันที่ 140 ลิงที่ได้รับสารกดภูมิกลุ่ม B ตายไป 2 ตัว มีการปฏิเสธอวัยวะเพียง 1 ตัว 4. ถูก เพราะ ในวันที่ 250 มีลิงที่ได้รับสารกดภูมิกลุ่ม B อยู่รอด 25% (กราฟ A) และไม่ปฏิเสธอวัยวะ (กราฟ B) จึงเท่ากับลิง 1 ตัว Reference: DOI: 10.1097/TP.0000000000002796
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 92 24. จากภาพ ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ปริมาณ nitrogenous waste ในบริเวณ n > b > c 2. การกรองของเสียออกจากเลือดจะเกิดขึ้นที่บริเวณหมายเลข 6 3. ความยาวของโครงสร้าง e มีผลต่อความเข้มข้นของน้ำปัสสาวะ 4. ถ้านำของเหลวบริเวณ l ในคนปกติ มาทดสอบกับสารละลายเบเนดิกต์ จะได้ของเหลวที่มีสีฟ้า เฉลย 1. ผิด เพราะ ปริมาณ nitrogenous waste บริเวณ n > c > b (c คือ afferent arteriole, b คือ efferent arteriole, n คือ distal convoluted tubule) 2. ผิด เพราะ การกรอง (filtration) ของเสียออกจากเลือดเกิดขึ้นที่ glomerulus ซึ่งอยู่ในเนื้อไตชั้นนอก (cortex) (หมายเลข 1) ส่วนหมายเลข 6 คือ เนื้อไตชั้นใน (medulla) 3. ถูก เพราะ โครงสร้าง e คือ loop of Henle จะมีการดูดน้ำและ NaCl กลับ ซึ่งความยาวของโครงสร้างนี้มีผลต่อความเข้มข้นของน้ำปัสสาวะ 4. ถูก เพราะ ของเหลวบริเวณ l (collecting duct) ของคนปกติ เมื่อนำน้ำปัสสาวะมาทดสอบกับสารละลายเบเนดิกต์ จะไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากไม่มีกลูโคส
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 93 25. จากตารางแสดงผลการทดสอบผู้ป่วยกลุ่มอาการรังไข่มีถุงน้ำจำนวนมาก (polycystic ovary syndrome: PCOS) จำนวน 12 คน และผู้หญิงที่ไม่มีกลุ่มอาการ PCOS ที่มีช่วงอายุและ body mass index (BMI) ใกล้เคียงกัน (Controls) จำนวน 11 คน Parameter PCOS (n = 12) Controls (n = 11) P Age (ปี) 26.25 ± 4.58 28.36 ± 4.72 NS Body mass index (kg/m2 ) 33.18 ± 6.32 29.90 ± 3.25 NS Fasting glucose (mmol/liter) 4.98 ± 0.58 4.81 ± 0.32 NS Fasting insulin (μU/ml) 23.56 ± 8.54 7.70 ± 1.83 <0.001 Testosterone (nmol/liter) 4.69 ± 0.76 2.66 ± 0.87 <0.001 NS, ค่าเฉลี่ยไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ P<0.001, ค่าเฉลี่ยความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิดเกี่ยวกับผู้ที่มีกลุ่มอาการ PCOS 1. มี BMI ไม่แตกต่างจากกลุ่มควบคุม 2. มีความเสี่ยงในการเกิดโรคเบาหวานใกล้เคียงกับกลุ่มควบคุม 3. อาจประสบปัญหาประจำเดือนมาไม่สม่ำเสมอ ทำให้มีบุตรยากกว่ากลุ่มควบคุม 4. อาจจะมีภาวะแอนโดรเจนเกิน ทำให้เกิดภาวะขนดก ผิวมันและมีสิวขึ้นมากกว่ากลุ่มควบคุม
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 94 เฉลย 1. ถูก เพราะ ผู้ป่วย PCOS มีค่า BMI เฉลี่ย 33.18± 6.32 ซึ่งสูงกว่าค่า BMI ที่เป็นค่ามาตรฐานของคนทั่วไป 2. ผิด เพราะ จากตาราง ผู้ป่วย PCOS มี fasting insulin สูงกว่าผู้หญิงที่ไม่มีภาวะดังกล่าวอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ แต่ไม่มีความแตกต่างของค่า fasting glucose อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับภาวะดื้อต่ออินซูลิน (insulin resistance) ที่เซลล์มีการตอบสนองต่ออินซูลินลดลง ส่งผลให้ร่างกายของผู้ป่วยพยายามปรับตัวด้วยการสร้างและหลั่งอินซูลินเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นปัจจัยเสี่ยงที่สำคัญที่จะทำให้เกิดโรคเบาหวานในอนาคต 3. ถูก เพราะ ผู้ป่วย PCOS มี testosterone สูงกว่าผู้หญิงที่ไม่มีภาวะดังกล่าว ซึ่งทำให้ประจำเดือนไม่สม่ำเสมอ และนํามาสู่ภาวะมีบุตรยาก 4. ถูก เพราะ จากตาราง ผู้ป่วย PCOS มี testosterone สูงกว่าผู้หญิงที่ไม่มีภาวะดังกล่าวอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ดังนั้นจึงมีความเป็นไปได้สูงที่จะทำให้เกิดภาวะขนดก ผิวมันและมีสิวขึ้นมากกว่า Reference: Jayagopal, V., Kilpatrick, E.S., Holding, S., Jennings, P.E., & Atkin, S.L. (2002). The biological variation of insulin resistance in polycystic ovarian syndrome. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 87(4), 1560-1562. 26. จากการทดลองกระตุ้น sciatic nerve ของกบด้วย threshold stimulus โดยเริ่มให้แรงกระตุ้นที่เวลา 0 msec พบการเกิด action potential (ภาพ A) และการตอบสนองของกล้ามเนื้อ gastrocnemius (ภาพ B)
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 95 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ภายหลังจากกระตุ้น sciatic nerve การเกิด action potential นี้จะเกิดตลอดความยาวของเส้นประสาท 2. ถ้าเพิ่มความถี่ของการกระตุ้นที่ sciatic nerve จะไม่ส่งผลต่อความแรงของการหดตัวของกล้ามเนื้อ gastrocnemius 3. ถ้าหยดสาร curare ที่มีสมบัติเป็น acetylcholine receptor antagonist ไปที่ sciatic nerve ก่อนการกระตุ้น จะพบว่าเกิด action potential ได้เช่นเดิม แต่ไม่พบการหดตัวของกล้ามเนื้อ 4. ที่ช่วงเวลา 100-200 msec ภายใน muscle fiber จะมีการหลั่ง Ca2+ ออกจาก sarcoplasmic reticulum ทำให้เกิดการจับกันระหว่าง actin กับ myosin head เฉลย 1. ถูก เพราะ การเกิด action potential ที่ sciatic nerve เป็นไปตามกฎ all or none 2. ผิด เพราะ การตอบสนองของกล้ามเนื้อโครงร่างเมื่อเพิ่มความแรงหรือเพิ่มความถี่ของการกระตุ้นจะทำให้การหดตัวข องกล้ามเนื้อเกิดได้แรงขึ้น (wave summation) 3. ถูก เพราะ curare ส่งผลให้เกิดการยับยั้งที่ postsynaptic neuron ดังนั้นการเกิด action potential ที่ axon ของ sciatic nerve จะยังคงเกิดได้ตามปกติ แต่ไม่พบการหดตัวของกล้ามเนื้อ 4. ผิด เพราะ ที่ช่วงเวลา 100-200 msec อยู่ในระยะที่กล้ามเนื้อมีการคลายตัว ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงที่พบได้ใน muscle fiber คือ มีการดึง Ca2+ กลับไปที่ SR ทำให้ actin กับ myosin หลุดออกจากกัน 5. 27. จากภาพแสดงบริเวณ presynaptic nerve terminal ของเซลล์ประสาท A และ B เมื่อหลั่ง neurotransmitter ชนิด glutamate และ GABA ตามลำดับ ซึ่งจะมีผลต่อเยื่อหุ้มเซลล์ของ postsynaptic cell คือ การเพิ่ม influx ของ Na+ และ Cl- ตามลำดับ
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 96 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. Synapse ทั้งสองจัดเป็น inhibitory synapse ทำให้เกิดศักย์ไฟฟ้าแบบ inhibitory postsynaptic potential (IPSP) 2. GABA ทำให้เกิดภาวะ hyperpolarization ที่ postsynaptic cell 3. ถ้าให้สารที่ยับยั้งการทำงานของ gap junction จะทำให้เซลล์ B ไม่สามารถหลั่ง GABA ได้ 4. Glutamate ทำให้ postsynaptic cell ที่เป็นเซลล์กล้ามเนื้อเกิด depolarization ได้เช่นกัน เฉลย 1. ผิด เพราะ glutamate ทำให้เกิด excitatory postsynaptic potential (EPSP) ส่วน GABA ทำให้เกิด inhibitory postsynaptic potential (IPSP) 2. ถูก เพราะ GABA ทำให้เกิดการเปิดของ Clchannel เกิด Clinflux และ เกิด hyperpolarization 3. ผิด เพราะ เซลล์ B เป็น chemical synapse จึงไม่มีการทำงานของ gap junction 4. ผิด เพราะ glutamate ไม่ใช่ neurotransmitter ของ neuromuscular junction แต่ acetylcholine ทำหน้าที่นี้ 28. จากการทดลองตัดกล้ามเนื้อน่องของกบที่ถูกทำให้เป็นอัมพาตมาเลี้ยงในจานที่มีสารละลายริงเกอร์ (Ringer's solution) จำลองการกระตุ้นให้กล้ามเนื้อทำงานด้วยกระแสไฟฟ้าอย่างอ่อน ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ถ้าใส่ Ca2+ ลงไปในจานเลี้ยงกล้ามเนื้อหลังเกิด synapse ในปริมาณ 2 เท่าจากสภาวะปกติกล้ามเนื้อจะเพิ่มความแรงและความเร็วในการกระตุก (muscle twitch) มากกว่าปกติ 2 เท่าเช่นกัน 2. ถ้าหยด acetylcholinesterase ก่อนการเกิด depolarization จะทำให้ไม่มี Ca2+ ไปจับกับ troponin ดังนั้นเส้นใย actin จึงไม่ถูกดึงให้ขยับ 3. ถ้าลดปริมาณ Na+ ในกล้ามเนื้อน่องที่เลี้ยง จะทำให้กล้ามเนื้อมีโอกาสเกิดตะคริว (muscle cramp) 4. ในกบที่มีชีวิต กล้ามเนื้อน่องจัดเป็นกล้ามเนื้อ extensor ขณะกบกระโดดกล้ามเนื้อนี้จะดึงให้กระดูกหน้าแข้งและน่อง (tibiofibular) และกระดูกต้นขา (femur) เหยียดตรง ทำให้สามารถดีดตัวได้
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 97 เฉลย 1. ผิด เพราะ ปริมาณของ Ca2+ ไม่มีผลต่อการกระตุ้นการตอบสนองของกล้ามเนื้อ เนื่องจากกล้ามเนื้อถูกควบคุมด้วยระบบประสาทและมีการตอบสนองแบบ all or none ระยะเวลาและความเร็วในการหดตัวของกล้ามเนื้อมักขึ้นกับขนาดและประเภทของมัดกล้ามเนื้อนั้น 2. ถูก เพราะ acetylcholinesterase จะทำให้ acetylcholine สลายและไม่สามารถจับกับ acetylcholine receptor จึงไม่มีการกระตุ้นให้ปลดปล่อย Ca2+ ออกจาก sarcoplasmic reticulum 3. ถูก เพราะ การเสียสมดุลของโซเดียม-โพแทสเซียม จะมีผลต่อการนำ Ca2+ กลับเข้าสู่ sarcoplasmic reticulum และทำให้การจับแบบ cross-bridge ระหว่าง myosin กับ actin ยังคงอยู่ จึงทำให้กล้ามเนื้อหดตัวค้างในสภาพเดิม 4. ผิด เพราะ ในกบที่มีชีวิต กล้ามเนื้อน่องมีจุด origin ด้านหลังเข่า และ insertion ต่อกับเส้นเอ็นร้อยหวายไปจนถึงฝ่าเท้า ซึ่งมีความสำคัญในการกระโดด โดยจะดึงให้ฝ่าเท้าเหยียดหรือเขย่งออก เพิ่มแรงส่งขณะดีดตัว 29. จากภาพระดับฮอร์โมน A B C และ D ที่เกี่ยวข้องกับรอบประจำเดือนของคน
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 98 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. เพศชายที่มีระดับฮอร์โมน A สูงมากจะมี secondary sex characteristics ของเพศหญิงปรากฏ 2. ถ้าร่างกายมีระดับ cortisol สูงจะทำให้ยับยั้งการหลั่งฮอร์โมน B และทำให้ประจำเดือนมาไม่ตรงเวลา 3. Dominant follicle ในรังไข่จะหลั่ง inhibin เพื่อให้ต่อมใต้สมองส่วนหน้าหลั่งฮอร์โมน C ลดลง กลุ่ม follicle อื่น ๆ จึงไม่สามารถพัฒนาต่อได้ 4. ฮอร์โมน D มีผลยับยั้ง prostaglandin ทำให้กล้ามเนื้อในผนังมดลูกบีบตัวน้อยลง เฉลย 1. ผิด เพราะ A คือ FSH ในเพศชายจะกระตุ้นการแบ่งเซลล์สร้างสเปิร์ม ส่วนฮอร์โมนที่ทำให้เกิด secondary sex characteristics คือ estrogen (estradiol) หรือ อักษร C 2. ถูกเพราะ B คือ LH ซึ่งเป็นหนึ่งในฮอร์โมนที่จะถูกยับยั้งโดย cortisol และการยับยั้ง LH ส่งผลต่อการตกไข่ ทำให้ตกไข่ล่าช้า ประจำเดือนจึงมาช้ากว่าปกติ 3. ผิด เพราะ ฮอร์โมน C คือ estradiol หรือ estrogen ซึ่งหลั่งจากกลุ่ม follicle ในรังไข่ และ inhibin มีผลยับยั้ง FSH (ฮอร์โมน A) จากต่อมใต้สมอง 4. ถูก เพราะ ฮอร์โมน D คือ progesterone ที่สามารถยับยั้งการทำงานของ prostaglandin เพื่อลดการบีบตัวของมดลูกทำให้เอ็มบริโอฝังตัวได้ 30. จากภาพ
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 99 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. โครงสร้าง ก เจริญมาจาก yolk sac และ allantois 2. โครงสร้าง ข เป็น umbilical cord ซึ่งประกอบด้วย 2 umblical artery กับ 1 umbilical vein 3. หลอดเลือด artery ในโครงสร้าง ข ลำเลียง oxygenated blood ส่วน vein ลำเลียง deoxygenated blood 4. หลอดเลือด artery ในโครงสร้าง ข ลำเลียงเลือดจากแม่ไปยัง fetus ส่วน vein ลำเลียงเลือดจาก fetus กลับไปยังแม่ เฉลย 1. ถูก เพราะ โครงสร้าง ก เป็น placenta ซึ่งเจริญมาจาก yolk sac และ allantois 2. ถูก ดูภาพประกอบ 3. ผิด เพราะ หลอดเลือด artery ในโครงสร้าง ข ลำเลียง deoxygenated blood ส่วน vein ลำเลียง oxygenated blood 4. ผิด เพราะ หลอดเลือด artery ในโครงสร้าง ข ลำเลียงเลือดจาก fetus ไปยังแม่ ส่วน umbilical vein ลำเลียงเลือดจากแม่ไปยัง fetus (ที่มา ของภาพ https://ipscell.com/2021/06/what-is-whartons-jelly-its-possible-clinical-uses/)
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 100 IV. Ethology and Ecology 31. หนูตุ่นไร้ขน (naked mole rat) เป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน ้ำนมที่อำศัยเป็นฝูงขนำดใหญ่อยู่ใต้ดินโดยมีนำงพญำ 1 ตัว สมำชิกในกลุ่มมีควำมสัมพันธ์ใกล้ชิดกันโดยมีแม่ตัวเดียวกันคือนำงพญำ สมำชิกในกลุ่มส่วนใหญ่ทั้งตัวผู้และตัวเมียเป็นหนูตุ่นงำนหรือหนูตุ่นทหำร ท ำหน้ำที่ในกำรเลี้ยงและดูแลพี่น้อง Barker et al. (2021) พบว่ำ หนูตุ่นแต่ละฝูงสื่อสำรกันด้วยเสียงและมีส ำเนียงเฉพำะของแต่ละฝูง นอกจำกนี้หนูตุ่นในฝูงยังกินมูลของนำงพญำเมื่อนำงพญำเริ่มตั้งท้อง ท ำให้หนูตุ่นไร้ขนในฝูงแสดงพฤติกรรมตอบสนองต่อเสียงของหนูตุ่นไร้ขนที่เกิดใหม่ ข้อควำมต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. พฤติกรรมกำรเลี้ยงดูญำติภำยในฝูงของหนูชนิดนี้จัดเป็น altruistic behavior ซึ่งเกิดขึ้นตำมหลักกำร kin selection 2. เมื่อหนูตุ่นไร้ขนที่ถูกเลี้ยงโดยฝูงอื่นตั้งแต่อำยุยังน้อยแล้วสำมำรถส่งเสียงร้องเหมือนฝูงที่เลี้ยงได้ แสดงว่ำกำรสื่อสำรนี้เป็น innate behavior 3. กำรที่หนูตุ่นในฝูงกินมูลของนำงพญำเมื่อนำงพญำเริ่มตั้งท้อง แสดงว่ำมีกำรสื่อสำรของหนูตุ่นไร้ขนโดยใช้สำรเคมีด้วย 4. เมื่อนำงพญำตัวเดิมตำย ตัวเมียที่เหลือจะมีกำรต่อสู้กันเพื่อเป็นนำงพญำตัวใหม่ พฤติกรรมนี้คือ female mate-choice behavior เฉลย 1. ถูก เพรำะ หนูตุ่นไร้ขนในฝูงทุกตัวมีควำมสัมพันธ์กับนำงพญำ คือ เป็นลูก ดังนั้น กำรเลี้ยงดูหนูตุ่นไร้ขนเกิดใหม่ คือกำรเลี้ยงดูน้อง ซึ่งมีควำมใกล้ชิดทำงสำยเลือด เรียกกำรคัดเลือกแบบนี้ว่ำ kin selection 2. ผิด เพรำะ กำรส่งเสียงร้องของลูกหนูตุ่นไร้ขนสำมำรถดัดแปลงไปตำมฝูงที่เลี้ยงได้ จึงจัดเป็นพฤติกรรมที่เกิดจำกกำรเรียนรู้ (learning) ไม่ใช่พฤติกรรมที่มีมำแต่ก ำเนิด (innate behavior) 3. ถูก เพรำะ ฮอร์โมน estrogen ที่อยู่ในมูลของนำงพญำจะกระตุ้นให้หนูตุ่นไร้ขนในฝูงมีพฤติกรรมตอบสนองต่อเสียงของลูกหนูตุ่นไร้ขน เป็นกำรสื่อสำรของนำงพญำไปยังลูกฝูงโดยใช้สำรเคมีผ่ำนทำงพฤติกรรมกำรกินมูล (coprophagy) ของหนูตุ่นไร้ขน 4. ผิด เพรำะ กำรต่อสู้กันของตัวเมียเพื่อแข่งกันเป็นนำงพญำ จัดเป็น agonistic behavior และเมื่อได้เป็นนำงพญำแล้ว จึงแสดง female mate-choice behavior ในกำรเลือกตัวผู้เป็นคู่
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 101 32. จำกภำพผลกำรทดลองสังเกตพฤติกรรมในเขำวงกตของหนู 3 กลุ่ม ได้แก่ กลุ่มที่ 1 ได้รับอำหำรเป็นรำงวัลหลังจำกกำรวิ่งในเขำวงกตตั้งแต่วันแรกที่ทดสอบ กลุ่มที่ 2 ไม่ได้รับอำหำรเป็นรำงวัลในช่วง 6 วันแรกแต่ได้รับอำหำรเป็นรำงวัลหลังจำกวันที่ 6 ของกำรทดลอง และกลุ่มที่ 3 ไม่ได้รับอำหำรเป็นรำงวัลในช่วง 3 วันแรกแต่ได้รับอำหำรเป็นรำงวัลหลังจำกวันที่ 3 ของกำรทดลอง ข้อควำมต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. หนูมีพฤติกรรมกำรเรียนรู้แบบ insight learning 2. พฤติกรรมของหนูในกำรทดลองนี้ได้รับอิทธิพลทั้งจำกยีนและสิ่งแวดล้อม 3. หนูที่ไม่ได้รับอำหำรเป็นรำงวัลในช่วงแรกของกำรทดลองเรียนรู้ได้ช้ำกว่ำหนูที่ได้รับอำหำรเป็นรำงวัลในช่ว งแรก 4. พฤติกรรมนี้ของหนูและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน ้ำนมหลำยชนิดถูกควบคุมโดยสมองส่วน hippocampus เฉลย 1. ผิด เพรำะ กำรทดลองนี้แสดงให้เห็นว่ำหนูสำมำรถเรียนรู้โดยเชื่อมโยงพฤติกรรมหนึ่ง ๆ เข้ำกับกำรได้รับรำงวัล ซึ่งจัดว่ำเป็นกำรเรียนรู้แบบ operant conditioning 2. ถูก เพรำะ พฤติกรรมกำรเรียนรู้ (learning behavior) แสดงออกภำยใต้อิทธิพลของยีนและสิ่งแวดล้อม 3. ถูก เพรำะ หนูกลุ่มที่ 2 และ 3 มีจ ำนวนครั้งของควำมผิดพลำดเกิดขึ้นแม้ว่ำจะมีกำรให้อำหำรเป็นรำงวัลแล้ว แตกต่ำงจำกกลุ่มที่ 1 (กลุ่มควบคุม) ที่จ ำนวนควำมผิดพลำดลดลงทันทีหลังจำกได้รับรำงวัล 4. ถูก เพรำะ ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน ้ำนม สมองส่วน hippocampus เป็นส่วนหนึ่งของ limbic system ท ำหน้ำที่เกี่ยวข้องกับกำรเรียนรู้และควำมจ ำ
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 102 33. จำกภำพสำยใยอำหำรในระบบนิเวศหนึ่ง (ภำพที่ 1) ซึ่งประกอบด้วยสิ่งมีชีวิต A-J และร้อยละของกิจกรรมกำรหำอำหำรในแต่ละช่วงเวลำในรอบวันของสิ่งมีชีวิต C (ภำพที่ 2 บน) และ D (ภำพที่ 2 ล่ำง) ข้อควำมต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ระบบนิเวศนี้มีสิ่งมีชีวิตที่เป็น secondary consumer 3 ชนิด 2. พลังงำนที่ H ได้รับมีค่ำประมำณ 0.01 เท่ำของพลังงำนที่มีอยู่ใน B 3. สัตว์ที่พบในสำยใยอำหำรนี้มีทั้ง herbivore และ carnivore แต่ไม่พบ omnivore 4. C และ D มีควำมสัมพันธ์แบบ competition ซึ่งอำจน ำไปสู่กระบวนกำร competitive exclusion ของ C หรือ D ได้ เฉลย 1. ผิด เพรำะ ระบบนิเวศนี้มีสิ่งมีชีวิตที่เป็น secondary consumer 4 ชนิด คือ F, G, I และ H 2. ถูก เพรำะ ตำมกฎกำรถ่ำยทอดพลังงำนในโซ่อำหำร ประมำณ 10% ของพลังงำนใน trophic level ต ่ำกว่ำจะถูกถ่ำยทอดไปสู่สิ่งมีชีวิตใน trophic level ถัดไป ดังนั้น E จะได้รับพลังงำนเป็น 0.1 เท่ำของ B และ H จะได้รับพลังงำนเป็น 0.1 เท่ำของ E ซึ่งคิดเป็น 0.01 เท่ำของ B ซึ่งเป็นผู้ผลิต (producer) 3. ผิด เพรำะ C, D และ E เป็น herbivore G, H, I และ J เป็น carnivore ส่วน F เป็นชนิดเดียวที่เป็น omnivore 4. ผิด เพรำะ C และ D กินอำหำรชนิดเดียวกันในระบบนิเวศนี้ก็จริง แต่สำมำรถอยู่ร่วมกันได้โดยไม่เกิด competitive exclusion เนื่องจำกมี niche differentiation หรือ resource partitioning คือมีช่วงเวลำกำรหำอำหำรไม่ทับซ้อนกัน (ภำพที่ 2) โดยส่วนใหญ่ C หำกินในช่วงเวลำประมำณ 06:00- 13:59 น. แต่ D หำกินในช่วงเวลำประมำณ 16:00-05:59 น.