![วิทยาศาสตร ชีววิทยา (172)________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 2008
หลักการหาคาความถี่ของอัลลีลเมื่อทราบวาผานไปกี่รุน ใชหลักการสมการไบโนเมียล (Binomial Equation)
กําหนด A และ a เปนอัลลีลทั้งหมดของยีน เอ โดยที่อัลลีล A มีความถี่ p และอัลลีล a มีความถี่ q
โดยที่ p + q = 1 และ (p + q)2 = 1 และ (p + q)n = 1 โดยที่ n เปนจํานวนรุน
เมื่อแตกสมการออกมา (p + q)2 = p2 + 2pq + q2
โดยที่ในความเปนจริงแลว p2 = ความถี่ของจีโนไทป AA
2pq = ความถี่ของจีโนไทป Aa
q2 = ความถี่ของจีโนไทป aa
ตัวอยาง หมูเลือดของคนในระบบ MN พบวา M และ N เปนอัลลีลเดนรวมกันจากการสํารวจประชากร 5000 คน
พบวามี MN 2000 คน MM 1000 คน และ NN 2000 คน จงหาความถี่ของอัลลีล M และ N
ความถี่ของ M = [(1000 × 2) + (2000 × 1)] / (5000 × 2) = 0.4
ความถี่ของ N = [(2000 × 2) + (2000 × 1)] / (5000 × 2) = 0.6
ตัวอยาง ประชากรเริ่มตน ความถี่ A1 = 0.2 ความถี่ A2 = 0.8 และประชากรเปนไปตามกฎฮารดีไวนเบิรก ใน
รุน F1 จะมีจีโนไทปและความถี่เปนอยางไร
พอ
แม ความถี่ A1 = 0.2 A2 = 0.8
A1 = 0.2 0.004 0.16
A2 = 0.8 0.16 0.64
ความถี่จีโนไทป A1A1 = 0.04
A1A2 = 0.32
A2A2 = 0.64
ตัวอยาง ยีนเอควบคุมการสรางเม็ดสีในผิวหนังมีอัลลีล A และ a ถาความถี่ของอัลลีลลักษณะผิวเผือก (a) ใน
ประชากรเปน 10% จงหาวาใน 1000 คนจะมีพาหะกี่คน
ความถี่ a = 10 / 100 = 0.1 = p ดังนั้น ความถี่ A = 0.9
จาก (p + q)2 = p2 + 2pq + q2
คนเปนพาหะ = 2pq = 2 × 0.9 × 0.1 = 0.18
ใน 1000 คน จะมีพาหะ 0.18 × 1000 = 180 คน](https://image.slidesharecdn.com/tuturbiology0net3-130829122323-phpapp02/85/Tutur-biology-0-net-3-11-320.jpg)
Tutur(biology)0 net 3
- 1. วิทยาศาสตร ชีววิทยา (162)________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 2008 พันธุศาสตร (Genetics) ลักษณะทางพันธุกรรม คือ ลักษณะที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตที่ควบคุมโดยยีน (Gene) และสามารถถายทอดจาก พอแมไปสูลูกได แบงออกเปน 2 ประเภท คือ 1. ลักษณะที่เกี่ยวของดานปริมาณ (Quantitative Trait) เปนลักษณะที่มีความแปรผันแบบตอเนื่อง (Continuous Variation) ไมสามารถแยกเปนหมวดหมูได ตองอาศัยการวัด (Quantify) เพื่อใชในการเปรียบเทียบ ถูกควบคุมดวยยีนจํานวนมาก ตัวอยางเชน ความสูง น้ําหนัก ผลผลิต 2. ลักษณะที่เกี่ยวของดานคุณภาพ (Qualitative Trait) เปนลักษณะที่แปรผันไมตอเนื่อง (Discontinuous Variation) สามารถแยกเปนหมวดหมูไดอยางชัดเจน มักถูกควบคุมดวยหนึ่งหรือสองยีน เชน การหอลิ้น หมูเลือด สีของดอกไม ศัพทที่ตองทราบในการศึกษาพันธุศาสตร 1. ดีเอ็นเอ (Deoxyribonucleic Acid, DNA) หมายถึง สารพันธุกรรมที่มีขอมูลวิธีการสรางสารหรือ โปรตีนชนิดตางๆ และสามารถสงตอไปยังรุนตอไป 2. จีโนม (Genome) หมายถึง ดีเอ็นเอทั้งหมดที่อยูภายในเซลล 3. ยีน (Gene) หมายถึง ชวงหนึ่งบนดีเอ็นเอที่มีขอมูลอยูหนึ่งหนวย อาจเปนวิธีการสรางสารหนึ่งชนิด หรือหนึ่งโปรตีน 4. อัลลีล (Allele) หมายถึง รูปแบบของยีน เชน ยีนสีตา สามารถเปนสีน้ําตาลหรือสีฟาได 5. ฟโนไทป (Phenotype) หมายถึง ลักษณะที่แสดงออกมาอันเปนผลมาจากอิทธิพลของยีนและสิ่งแวดลอม 6. จีโนไทป (Genotype) หมายถึง สภาวะของจีนและรูปแบบของอัลลีลที่อยูภายในเซลล 7. อัลลีลเดน (Dominant Allele) หมายถึง อัลลีลที่สามารถแสดงออกมาไดในภาวะที่อยูใน Heterozygous 8. อัลลีลดอย (Recessive Allele) หมายถึง อัลลีลที่ถูกบดบังไมสามารถแสดงออกมาในฟโนโทปของ Heterozygote
- 2. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 ________________________ วิทยาศาสตร ชีววิทยา (163)2008 9. โฮโมไซกัส (Homozygous) หรือพันธุแท หมายถึง จีโนไทปที่มีอัลลีลเหมือนกัน 10. เฮเทอโรไซกัส (Heterozygous) หรือพันธุทาง หมายถึง จีโนไทปที่มีตางอัลลีลมาอยูดวยกัน 11. เซลลรางกาย (Somatic Cell) หมายถึง เซลลปกติในรางกายมีการแบงเซลลแบบ Mitosis เทานั้น 12. เซลลสืบพันธุ (Germ Cell) หมายถึง เซลลที่เกี่ยวของกับการสรางเซลลสืบพันธุแบงไดทั้งแบบ Mitosis และ Meiosis 13. โครโมโซมรางกาย (Autosome) หมายถึง โครโมโซมที่บรรจุขอมูลที่ใชในการเจริญเติบโต 14. โครโมโซมเพศ (Sex Chromosome) หมายถึง โครโมโซมที่มีขอมูลทําใหแยกเปนเพศชาย หรือ เพศหญิง 15. เฮมิไซกัส (Hemizygous) หมายถึง สภาวะที่มีอัลลีลเพียงอัลลีลเดียวในเซลลที่เปน Diploid เชน มีอัลลีลอยูบนโครโมโซม X โดยที่ไมมีอยูบนโครโมโซม Y 16. โฮโมโลกัสโครโมโซม (Homologous Chromosome) หมายถึง โครโมโซมที่เปนคูกันในเซลลที่เปน Diploid (มีโครโมโซม 2 ชุด) 17. Linked Genes คือ ยีนที่เรียงตัวอยูบนโครโมโซมเดียวกัน เกรเกอรเมนเดล (Gregor Mendel) บิดาแหงวิชาพันธุศาสตร เปนนักบวชที่ไดศึกษาการถายทอดลักษณะ 7 ลักษณะจากตนพอแมไปสูตนลูกในถั่วลันเตา ไดแก สีดอก สีของเมล็ด ผิวของเมล็ด สีของฝก รูปรางของฝก ความสูงของตนและตําแหนงของดอก Seed Pod Stem Form Cotyledons Flower Color Form Color Place Size Grey & Round Yellow White Full Yellow Axial pods, Flowers along Long (6-7ft) White & Wrinkled Green Violet Constricted Green Terminal poos, Flowers top Short (-1ft) 1 2 3 4 5 6 7
- 3. วิทยาศาสตร ชีววิทยา (164)________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 2008 โดยในการทดลองเมนเดลไดใชหลักการผสม 2 แบบ คือ การผสมโดยศึกษาเพียงลักษณะเดียว (Monohybrid) และการศึกษา 2 ลักษณะไปพรอมๆ กัน (Dihybrid Cross) ดังตัวอยาง Monohybrid Cross : ผสมพันธุถั่วลันเตาพันธุแท 2 พันธุ โดยพิจารณาผิวของเมล็ด ตัวอักษรหนาแสดง จีโนไทปควบคุมลักษณะนี้ รุนพอ-แม (Parental, P) เมล็ดกลม (RR) × เมล็ดขรุขระ (rr) รุนลูก (First filial, F1) เมล็ดกลม (Rr) รุนลูกผสมรุนลูก เมล็ดกลม (Rr) × เมล็ดกลม (Rr) รุนหลาน (Second filial, F2) เมล็ดกลม (1 RR, 2 Rr):เมล็ดขรุขระ (1 rr) อัตราสวน 3 (R_):1 (rr) *โปรดสังเกต 1. ลักษณะนี้เปนการขมกันแบบสมบูรณ (Complete Dominance) ทราบไดจากการดู ฟโนไทปในรุน F1 โดยอัลลีลเดนจะแสดงลักษณะโดยขมอัลลีลดอยไว 2. การผสมโดยพิจารณาเพียงหนึ่งลักษณะจะไดอัตราสวน 3 : 1 ฟโนไทป และ 1 : 2 : 1 จีโนไทป Dihybrid Cross : เปนการผสมโดยพิจารณา 2 ลักษณะ และควบคุมโดยยีน 2 ยีน ที่อยูบนคนละโครโมโซม Example : ผสมเมล็ดกลมสีเหลืองกับเมล็ดขรุขระสีเขียวพันธุแท P เมล็ดกลมสีเหลือง (RRYY) × เมล็ดขรุขระสีเขียว (rryy) F1 เมล็ดกลมสีเหลือง (RrYy) F1 × F1 เมล็ดกลมสีเหลือง (RrYy) × เมล็ดกลมสีเหลือง (RrYy) F2 เมล็ดกลมสีเหลือง (R_Y_):เมล็ดกลมสีเขียว (R_yy):เมล็ดขรุขระสีเหลือง (rrY_):เมล็ดขรุขระสีเขียว (rryy) อัตราสวนฟโนไทป = 9:3:3:1
- 4. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 ________________________ วิทยาศาสตร ชีววิทยา (165)2008 คิดอัตราสวนจีโนไทปแบบงายโดยใชตารางพันเนต (Punnet Square) Female parent (RrYy) Gametes RY Ry rY ry RY RRYY RRYy RrYY RrYy Ry RRYy RRyy RrYy Rryy rY RrYY RrYy rrYY rrYy ry RrYy Rryy rrYy rryy จากตารางจีโนไทปมี 9 ชนิด (รวมเปน 16 แบบ) คือ 1 RRYY : 2 RRYy : 1 RRyy : 2 RrYY : 4 RrYy : 2 Rryy : 2 rrYy : 1 rrYY : 1 rryy สูตรการหาจีโนไทป = 3n (n = จํานวนคูของ Heterozygous gene) สูตรการหาฟโนไทป = 2n (n = จํานวนคูของ Heterozygous gene) ตัวอยาง เชน AABbccDdEeFF มี Heterozygous gene อยู 3 ยีน จะมีชนิดของจีโนไทป อยู 27 ชนิด และมีฟโนไทปอยู 8 ชนิด Back cross คือ การผสมโดยนํารุน F1 กลับไปผสมกับพอหรือแม Test cross คือ การผสมโดยนําตนที่ไมทราบจีโนไทปไปผสมกับตัวทดสอบที่เปนลักษณะดอยพันธุแท โดย จะแบงเปน 2 กรณี คือ 1. ถาลูกที่ไดเปนลักษณะเดนเพียงลักษณะเดียว แสดงวาพันธุที่สงสัยเปนลักษณะเดนพันธุแท 2. ถาลูกที่ไดมีทั้งลักษณะเดนและลักษณะดอยในอัตราสวน 1:1 แสดงวาพันธุที่สงสัยเปนพันธุทาง (Heterozygote) ระบบของการแสดงลักษณะเดน 1. การถายทอดลักษณะเดนอยางสมบูรณ (Complete Dominance) คือ อัลลีลเดนสามารถขมอัลลีลดอย ไดอยางสมบูรณ เชนในทุกลักษณะที่เมนเดลไดศึกษา 2. การถายทอดลักษณะเดนแบบไมสมบูรณ (Incomplete Dominance) คือ การที่อัลลีลเดนขมอัลลีล ดอยไดแตไมสมบูรณ ทําใหฟโนไทป ใน Heterozygote ที่แสดงออกมาอยูในระหวางลักษณะของทั้งแบบอัลลีลเดน และอัลลีลดอยผสมกัน เชน สีของดอกลิ้นมังกรและดอกบานเย็น เมื่อผสมดอกสีแดงพันธุแทกับดอกสีขาวพันธุแท จะไดดอกสีชมพู 3. การถายทอดลักษณะเดนรวมกัน (Codominance) คือ การที่อัลลีลแตละอัลลีลไมสามารถขมกันและกัน ไดเลยทําใหฟโนไทปใน Heterozygote เปนของทั้งอัลลีลเดนและดอย (ไมไดอยูกึ่งกลาง) เชน ระบบหมูเลือด ABO สีขนของวัวแบบน้ําตาลปนแดง 4. มัลติเพิลอัลลีล (Multiple alleles) คือ ลักษณะที่ถูกควบคุมดวยยีนที่มีมากกวา 2 อัลลีลขึ้นไป เชน ระบบหมูเลือด ABO ที่มีทั้งอัลลีล IA, IB, i Maleparent(RrYy)
- 5. วิทยาศาสตร ชีววิทยา (166)________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 2008 ตัวอยาง เมื่อผสมตนบานเย็นสีแดงและสีขาวที่เปนพันธุแททั้งคู ไดดอกสีชมพู จงหาอัตราสวนของฟโนไทปและ จีโนไทปที่ไดในการผสมระหวางตนดอกสีชมพูในรุน P1 P ดอกสีแดง (RR) × ดอกสีขาว (rr) ดอกสีชมพู (Rr) × ดอกสีชมพู (Rr)1F 1FGemetes ของ 2F R2 1 r2 1 R2 1 r2 1 RR4 1 rR4 1 Rr4 1 rr4 1 อัตราสวน จีโนไทป 4 1 RR : 2 1 Rr : 4 1 rr = 1 : 2 : 1 อัตราสวน ฟโนไทป 4 1 สีแดง : 2 1 สีชมพู : 4 1 สีขาว = 1 : 2 : 1 *อัตราสวนจีโนไทปและฟโนไทปจะเทากันในลักษณะที่ขมไมสมบูรณ Mendel ไดสรุปเปนกฎในการถายทอดลักษณะทางพันธุกรรมขึ้นมา 2 ขอ คือ 1. กฎแหงการแยก (Law of Segregation) อัลลีลของยีนใดๆ จะแยกออกจากคูของมันที่อยูบนโฮโมโลกัส- โครโมโซม (Homologous Chromosome) ไปอยูในแตละเซลลสืบพันธุกอนที่เซลลสืบพันธุของตางเพศจะมาเจอกัน ในกระบวนการปฏิสนธิ 2. กฎแหงการรวมตัวอยางอิสระ ในแตละเซลลสืบพันธุ อัลลีลของยีนตางๆ จะสามารถมารวมอยูใน เซลลสืบพันธุเดียวกันไดอยางอิสระ และทําใหสามารถทํานายผลที่จะเกิดขึ้นไดในรุนลูกรุนหลานได ระบบหมูเลือด มีอยู 2 ระบบที่ใชกันอยางกวางขวาง คือ ระบบ ABO และระบบ Rh โดยในทั้ง 2 ระบบใชการมีโปรตีน จําเพาะ (เรียกแอนติเจน) ที่อยูบนผิวเม็ดเลือดแดงเปนตัวกําหนด ตารางสรุประบบหมูเลือดระบบ ABO หมูเลือด จีโนไทป ชนิดแอนติเจน บนเม็ดเลือดแดง แอนติบอดี ในพลาสมา ใหเลือดกับหมูเลือด รับเลือดจากหมูเลือด A IAi, IAIA A B A, AB O, A B IBi, IBIB B A B, AB O, B AB IAIB A และ B ไมมี AB O, A, B, AB O ii ไมมี A และ B O, A, B, AB O - หมู O ใหเลือดไดทุกหมูแตรับไดเฉพาะหมู O เทานั้น - หมู AB รับไดทุกหมูแตใหไดแตหมู AB เทานั้น - หากมีแอนติเจนบนผิวเม็ดเลือดแดงตรงกับในพลาสมา จะเกิดการตกตะกอนเปนอันตรายถึงชีวิตได
- 6. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 ________________________ วิทยาศาสตร ชีววิทยา (167)2008 ระบบหมู Rh แบงเปนหมู Rh+ เมื่อมีแอนติเจน Rh หรือ Rh- เมื่อไมมีแอนติเจน Rh บนผิวเม็ดเลือดแดง ตัวอยาง คนที่มีหมูเลือด O- หมายถึง หมู O และเปน Rh- การปะปนของเลือดในระหวางการคลอดระหวางแมกับทารก อาจนําพาไปสูอันตรายถึงชีวิตได ตัวอยาง เชน แมเปน Rh- และลูกเปน Rh+ Rh- ไมสามารถรับเลือดจาก Rh+ ได เพราะจะทําใหตกตะกอนจากปฏิกิริยาระหวางแอนติเจนกับ แอนติบอดี Rh- สามารถใหเลือดไดทั้ง Rh- และ Rh+ การแสดงออกของยีน 1. ยีนที่อยูบน Autosome ในสิ่งมีชีวิต Diploid จะมี 2 อัลลีลทําใหเกิดการขมกันได อัตราสวนในการ แสดงออกในเพศชายและหญิงจะเทากัน 2. ยีนที่อยูบน Sex Chromosome (เรียก X-linked gene) โดยยีนสวนมากอยูบนโครโมโซม X มากกวา บนโครโมโซม Y เพราะในเพศหญิงมีโครโมโซม X 2 แทง ดังนั้นสามารถมีการขมกันระหวาง Alleles แตใน เพศชายมี X แทงเดียว (ไมมีอัลลีลของยีนนั้นใน Y Chromosome = Hemizygous) ทําใหยีนที่เปน X-linked นั้นสามารถแสดงออกไดในเพศชายมากกวาเพศหญิง 3. Sex-Limited trait เปนลักษณะที่การแสดงออกขึ้นอยูกับสภาวะในรางกายของแตละคน โดยสิ่งที่มี อิทธิพลมาก คือ ฮอรโมนในรางกายสามารถทําใหลักษณะนี้แสดงออกไดในเพศหนึ่ง แตไมไดในอีกเพศหนึ่งได เชน การมีหนาอก การมีเสียงแตก 4. Sex-Influenced trait เปนลักษณะที่ควบคุมโดยยีนบนออโตโซม โดยที่จีโนไทปเดียวกันสามารถทําให เกิดลักษณะที่แตกตางกันไดในตางเพศ เพราะไดรับอิทธิพลจากระดับฮอรโมนที่แตกตางกัน เชน การมีหนวดเครา ลักษณะหัวลาน การคนพบสารพันธุกรรม นักวิทยาศาสตรชื่อกริฟฟธไดทําการทดลองโดยผสมเชื้อแบคทีเรีย Streptococcus Pneumoniae ที่กอให เกิดโรคปอดบวม (ผิวเรียบ S cells) ที่ถูกทําลายดวยความรอน และแบคทีเรียที่ไมทําใหเกิดโรค (ผิวขรุขระ R cells) แลวฉีดเขาไปในหนูแลวทําใหหนูตาย แสดงถึงการมีสิ่งที่ทนความรอนที่ถายทอดระหวาง S cells ไปยัง R cells ทําใหมีการสรางแบคทีเรียแบบ S cells ขึ้นมาทําใหหนูตาย Living R cells plus heat-killed S cells Heat-killed S cells Living R cells Living S cells ไมตาย ไมตาย ไมมี S cellsR cellsS cells
- 7. วิทยาศาสตร ชีววิทยา (168)________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 2008 สารพันธุกรรมประเภท DNA ที่ประกอบเขาเปนโครโมโซม Griffith’s experiment องคประกอบทางโมเลกุลของนิวคลีโอไทด DNA packaging สายดีเอ็นเอ ความแตกตางระหวางหมูน้ําตาลในดีเอ็นเอ (2-Deoxyribose) และอารเอ็นเอ (Ribose)
- 8. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 ________________________ วิทยาศาสตร ชีววิทยา (169)2008 Central dogma การจําลองตัวของ DNA ทิศทางในการจําลองตัว
- 9. วิทยาศาสตร ชีววิทยา (170)________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 2008 Transcription และ Translation วิวัฒนาการ (Evolution) พันธุศาสตรประชากรและวิวัฒนาการ (Population genetics and Evolution) ประชากร หมายถึง สิ่งมีชีวิตชนิดใดชนิดหนึ่งที่อยูรวมกันในสถานที่หนึ่งๆ ในชวงเวลาใดเวลาหนึ่ง รูปแบบ อัลลีลของยีนที่ตําแหนงหนึ่งๆ ในแตละประชากร เรียกวา ยีนพูล (Gene Pool) ของประชากรกลุมนั้น วิวัฒนาการ หมายถึง การเปลี่ยนแปลงองคประกอบของพันธุกรรมในประชากรที่เกิดขึ้นอยางตอเนื่อง เพื่อทําใหสิ่งมีชีวิตปรับตัวใหเหมาะสมกับสิ่งแวดลอม กระบวนการนี้เมื่อเกิดขึ้นแลวจะไมยอนกลับอีก ลักษณะสําคัญ - การเปลี่ยนแปลงนี้เปนไปในทิศทางเดียว - จะเปนการเปลี่ยนแปลงจากความซับซอนนอยไปสูความซับซอนมาก - สิ่งมีชีวิตที่มีวิวัฒนาการใกลเคียงกันจะมีโครงสรางทางรางกายและทางพันธุกรรมคลายๆ กัน ทฤษฎี ทางวิวัฒนาการ
- 10. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 ________________________ วิทยาศาสตร ชีววิทยา (171)2008 ลามารค (Lamarck) 1. Law of use and disuse (กฎของการใชและไมใช) ลักษณะของสิ่งมีชีวิตแปรผันไปตามสิ่งแวดลอม อวัยวะใดที่ใชอยูบอยๆ ยอมขยายขนาดขึ้น ถาไมใชจะลดขนาดลง 2. Law of inheritance of acquired characters (กฎแหงการถายทอดลักษณะที่เกิดใหม) ลักษณะที่ได มาหรือเสียไปจะถูกถายทอดไปยังรุนลูกรุนหลานได ตัวอยางที่ใชอธิบาย 1. ยีราฟในสมัยกอนคอสั้น แตเมื่อมีความขาดแคลนอาหารที่อยูใกลๆ พื้นดินจึงตองยืดคอเพื่อกินอาหารที่ สูงขึ้น 2. งูอยูในพงหญารก ทําใหไมคอยไดใชขา ขาจึงหดสั้นลงจนมองไมเห็นในปจจุบัน ชารลส ดารวิน (Charles Darwin) รวมกับวอลเลซ (Wallace) ไดอธิบายการเกิดสปชีสใหม และตอมาไดมีการตีพิมพในหนังสือชื่อ On The Origin of Species by Means of Natural Selection สาระสําคัญ 1. สิ่งมีชีวิตโดยทั่วไปมีความสามารถในการสืบพันธุสูง 2. ตัวที่มีความแข็งแรงกวาจะสามารถอยูรอดไดในสภาวะที่อาหารมีจํากัด 3. ในแตละสปชีสจะมีความแปรผันของลักษณะตางๆ ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติอยูแลว 4. ตัวที่มีความเหมาะสมกับสภาวะนั้นจะสามารถอยูรอดไดและออกลูกออกหลาน 5. การเกิดสปชีสใหมจะเกิดขึ้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงไปทีละนอย และมีการคัดเลือกตามธรรมชาติเปน เวลานาน การคํานวณเกี่ยวกับพันธุศาสตรประชากร 1. ความถี่ของอัลลีล (Allele Frequency) คือ การหาอัตราสวนของอัลลีลชนิดหนึ่งตอจํานวนของอัลลีล ทั้งหมดในยีนพูลนั้น 2. ความถี่ของจีโนไทป (Genotype Frequency) คือ อัตราสวนของจีโนไทปชนิดใดชนิดหนึ่งตอจํานวน จีโนไทป ทั้งหมดในประชากร Hardy Weinberg Theory (ทฤษฎีฮารดีไวนเบิรก) ความถี่ของอัลลีลจะมีคาคงที่ไมวาจะผานไปกี่รุนเมื่อประชากรนั้นมีคุณสมบัติ ดังนี้ 1. ประชากรมีขนาดใหญ 2. มีการผสมพันธุกันอยางเปนอิสระ 3. ไมมี Mutation (ความผันแปรทางพันธุกรรม) 4. ไมมี Natural Selection (การคัดเลือกตามธรรมชาติ) 5. ไมมี Migration (การเคลื่อนยายถิ่นฐาน)
- 11. วิทยาศาสตร ชีววิทยา (172)________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 2008 หลักการหาคาความถี่ของอัลลีลเมื่อทราบวาผานไปกี่รุน ใชหลักการสมการไบโนเมียล (Binomial Equation) กําหนด A และ a เปนอัลลีลทั้งหมดของยีน เอ โดยที่อัลลีล A มีความถี่ p และอัลลีล a มีความถี่ q โดยที่ p + q = 1 และ (p + q)2 = 1 และ (p + q)n = 1 โดยที่ n เปนจํานวนรุน เมื่อแตกสมการออกมา (p + q)2 = p2 + 2pq + q2 โดยที่ในความเปนจริงแลว p2 = ความถี่ของจีโนไทป AA 2pq = ความถี่ของจีโนไทป Aa q2 = ความถี่ของจีโนไทป aa ตัวอยาง หมูเลือดของคนในระบบ MN พบวา M และ N เปนอัลลีลเดนรวมกันจากการสํารวจประชากร 5000 คน พบวามี MN 2000 คน MM 1000 คน และ NN 2000 คน จงหาความถี่ของอัลลีล M และ N ความถี่ของ M = [(1000 × 2) + (2000 × 1)] / (5000 × 2) = 0.4 ความถี่ของ N = [(2000 × 2) + (2000 × 1)] / (5000 × 2) = 0.6 ตัวอยาง ประชากรเริ่มตน ความถี่ A1 = 0.2 ความถี่ A2 = 0.8 และประชากรเปนไปตามกฎฮารดีไวนเบิรก ใน รุน F1 จะมีจีโนไทปและความถี่เปนอยางไร พอ แม ความถี่ A1 = 0.2 A2 = 0.8 A1 = 0.2 0.004 0.16 A2 = 0.8 0.16 0.64 ความถี่จีโนไทป A1A1 = 0.04 A1A2 = 0.32 A2A2 = 0.64 ตัวอยาง ยีนเอควบคุมการสรางเม็ดสีในผิวหนังมีอัลลีล A และ a ถาความถี่ของอัลลีลลักษณะผิวเผือก (a) ใน ประชากรเปน 10% จงหาวาใน 1000 คนจะมีพาหะกี่คน ความถี่ a = 10 / 100 = 0.1 = p ดังนั้น ความถี่ A = 0.9 จาก (p + q)2 = p2 + 2pq + q2 คนเปนพาหะ = 2pq = 2 × 0.9 × 0.1 = 0.18 ใน 1000 คน จะมีพาหะ 0.18 × 1000 = 180 คน
- 12. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 ________________________ วิทยาศาสตร ชีววิทยา (173)2008 แบบทดสอบ 1. ในดอกไมชนิดหนึ่งมีสีขาว Megaspore Mother Cells 100 Cells แบงแลวจะไดเซลลไขกี่เซลล 1) 100 2) 200 3) 300 4) 400 2. พืชเพศเมีย Genotype DD ผสมกับ Microspores จากตนที่มี Genotype dd อยากทราบวา Endosperm จะมี Genotype เปน 1) DD 2) Dd 3) Ddd 4) DDd 3. เมื่อผสมพอ-แมที่มี Genotype AABbCcDD กับ aaBBCcDd จะไดลูกผสมที่เปน AaBBCcDd ในอัตรา- สวนเทาใด 1) 1/2 2) 2/8 3) 1/16 4) 2/16 4. จากการทดลองที่นํามาซึ่งกฎของ Mendel 2 ขอมีขอจํากัดดังนี้ 1) ยีนที่ควบคุมทุกลักษณะตองอยูบนโครโมโซมเดียวกันทั้งหมด 2) ยีนที่ศึกษาตางลักษณะอยูบนโครโมโซมตางคูกันและแตละตําแหนงมีการขมแบบ Complete Dominance 3) ยีนที่ศึกษาแตละลักษณะอาจมีตําแหนงบน Autosome หรือ Sex Chromosome ก็ได 4) ยีนที่ศึกษาตางลักษณะอยูบนโครโมโซมตางคูกันแตยีนแตละคูมีปฏิกิริยารวมกัน 5. ในพืช ลักษณะดอกสีเหลือง ควบคุมดวยยีน Y ลักษณะดอกสีขาว ควบคุมดวยยีน y ลักษณะขอบใบเรียบ ควบคุมดวยยีน S ลักษณะขอบใบหยัก ควบคุมดวยยีน s ยีนทั้งคูอยูบนโครโมโซมตางคูกัน ใหหา Genotype ของพอ-แมที่มีลักษณะดอกเหลือง-ขอบใบเรียบ และ ดอกขาว-ขอบใบเรียบเมื่อลูกผสมมี Phenotype ดังนี้ ดอกเหลือง-ขอบใบเรียบ 318 ตน ดอกเหลือง-ขอบใบหยัก 98 ตน ดอกขาว-ขอบใบเรียบ 323 ตน ดอกขาว-ขอบใบหยัก 104 ตน 1) YySS × yyss 2) YySs × yyss 3) YySS × Yyss 4) YySs × yySs 6. จากขอ 5 ใหหา genotype ของพอ-แม ที่มีลักษณะดอกเหลือง-ขอบใบเรียบและดอกขาว-ขอบใบหยัก เมื่อลูกผสมมี phenotype ดังนี้ ดอกเหลือง-ขอบใบเรียบ 211 ตน ดอกเหลือง-ขอบใบหยัก 0 ตน ดอกขาว-ขอบใบเรียบ 205 ตน ดอกขาว-ขอบใบหยัก 0 ตน 1) YySS × yyss 2) YySs × yyss 3) YySS × Yyss 4) YySs × yySs 7. เพดิกรีในขอใดเกิดจากยีนดอยบนโครโมโซม X ก. ข. ค. ง. 1) 1 และ 2 2) 2 และ 3 3) 3 และ 4 4) 1 และ 3
- 13. วิทยาศาสตร ชีววิทยา (174)________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 2008 8. โมเลกุลของดีเอ็นเอสายคูในภาพ กําหนดใหสายบนเปนสาย A และสายลางเปนสาย B จงตอบคําถามตอไปนี้ A T T G C C G A C T A T A A C G G C T G A T 3′ 5′ 5′ 3′ เมื่อมีการถอดรหัส (Transcription) โดยที่ RNA Polymerase เคลื่อนที่จากซายไปขวา จะได 1) DNA สายเดี่ยวที่มีลําดับเบสเปน A T T G C C G A C T A 3′5′ 2) DNA สายเดี่ยวที่มีลําดับเบสเปน T A A C G G C T G A T 5′3′ 3) RNA สายเดี่ยวที่มีลําดับเบสเปน A U U G C C G A C U A 3′5′ 4) RNA สายเดี่ยวที่มีลําดับเบสเปน U A A C G G C U G A U 5′3′ 9. ยีน A ดอกสีแดงขมยีน a ดอกสีขาวไดไมสมบูรณ จีโนไทป Aa มีดอกสีชมพู : ยีน B ใบกวางขม ยีน b ใบแคบไดอยางสมบูรณ : ยีน D เมล็ดกลมขมยีน d เมล็ดรีไดอยางสมบูรณ ผสมพืชพันธุ A และ B ใหลูก ดังนี้ ดอกสีแดง ใบกวาง เมล็ดรี 21 ตน ดอกสีแดง ใบแคบ เมล็ดรี 20 ตน ดอกสีชมพู ใบกวาง เมล็ดรี 43 ตน ดอกสีชมพู ใบแคบ เมล็ดรี 41 ตน ดอกสีขาว ใบกวาง เมล็ดรี 19 ตน ดอกสีขาว ใบแคบ เมล็ดรี 22 ตน ดังนั้นพันธุ A และ B มีจีโนไทป 1) AaBbdd × AaBbdd 2) AaBbdd × Aabbdd 3) AaBBdd × aabbDd 4) AaBbDd × aabbdd 10. จากขอ 9 พันธุ A และ B มีฟโนไทป 1) ดอกสีชมพูใบกวางเมล็ดรี และดอกสีชมพูใบกวางเมล็ดรี 2) ดอกสีชมพูใบกวางเมล็ดรี และดอกสีชมพูใบแคบเมล็ดรี 3) ดอกสีชมพูใบกวางเมล็ดรี และดอกสีขาวใบแคบเมล็ดกลม 4) ดอกสีชมพูใบกวางเมล็ดกลม และดอกสีขาวใบแคบเมล็ดรี เฉลย 1. 1) 2. 4) 3. 3) 4. 2) 5. 4) 6. 1) 7. 4) 8. 3) 9. 2) 10. 2)
- 14. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 ________________________ วิทยาศาสตร ชีววิทยา (175)2008 การดํารงชีวิตของพืช โครงสรางและหนาที่ของพืชดอก เนื้อเยื่อพืช (Plant Tissue) 1. เนื้อเยื่อเจริญ เปนเนื้อเยื่อที่สามารถแบงตัวได มักมีรูปรางเปนสี่เหลี่ยมขนาดเล็ก แบงยอยเปน 3 ประเภท คือ 1. เนื้อเยื่อเจริญสวนปลาย (Apical Meristem) ซึ่งอยูที่ปลายยอดและปลายราก 2. เนื้อเยื่อเจริญดานขาง (Lateral Meristem) ซึ่งเกิดขึ้นภายหลังในโครงสรางที่มีการเจริญขั้นที่สอง เชนใน Vascular Cambium ระหวาง Phloem และ Xylem หรือใน Cork Cambium ทําหนาที่สรางเซลลเพื่อ ทดแทน Epidermis 3. เนื้อเยื่อเจริญตรงปลอง (Intercalary Meristem) ซึ่งอยูบริเวณเหนือขอ 2. เนื้อเยื่อถาวร (Permanent Tissue) 1. เนื้อเยื่อถาวรเชิงเดี่ยว ประกอบดวยเซลลชนิดเดียวทําหนาที่รวมกัน เชน ใน - Epidermis ซึ่งเปนเนื้อเยื่อชั้นนอกสุด - Cork หรือเปลือกไมที่เจอในพืชใบเลี้ยงคูที่มีอายุมาก - Parenchyma เปนเซลลที่ยังมีชีวิตอยูพบทั่วไปในพืช หากมีคลอโรพลาสตอยูจะสามารถ สังเคราะหแสงได เรียก Chlorenchyma - Collenchyma เปนเซลลที่ยังมีชีวิตอยูมักพบเฉพาะในลําตน - Sclerenchyma เปนเนื้อเยื่อที่ตายแลวมีผนังเซลลหนามาก - Endodermis สวนใหญพบในรากเรียงตัวกันเปนแถวเดียวอยูถัดจากคอรเทกเขาไปในสวนที่เปน casparian Strip ซึ่งทําหนาที่กีดขวางทางน้ําและอาหารไมใหผานไดเร็วเกินไป - Pericycle พบเฉพาะในราก ทําหนาที่ใหกําเนิดรากแขนง เห็นไดชัดในพืชใบเลี้ยงเดี่ยว 2. เนื้อเยื่อถาวรเชิงซอน เปนเนื้อเยื่อที่มีเซลลหลายชนิดอยูรวมกัน Xylem ทางลําเลียงน้ํา มีเนื้อเยื่อ 4 ชนิด คือ 1. Tracheid เปนเซลลเดี่ยวๆ ยาวๆ ที่จะตายและกลวงเมื่อเจริญเต็มที่ เซลลมีลักษณะหัว ทายแหลม ทําหนาที่ลําเลียงน้ําและเกลือแร 2. Vessel Member เมื่อโตเต็มที่จะตายและกลวง ผนังเซลลมีลิกนินอยู แตหนาไมเทากัน เซลลใหญกวา Tracheid ทําหนาที่ลําเลียงน้ําและเกลือแร 3. Xylem Fiber เปนเซลลที่ตายแลว มีผนังหนา เปนเสนใยใหความแข็งแรง 4. Xylem Parenchyma ยังมีชีวิตอยูเพียงชนิดเดียวใน Xylem จะมีลิกนินมาสะสมอยูเมื่อแก แลว ทําหนาที่ลําเลียงน้ําและเกลือแร และสะสมอาหาร
- 15. วิทยาศาสตร ชีววิทยา (176)________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 2008 Phloem ทอลําเลียงอาหาร มีเซลลที่สําคัญมากอยู 2 ชนิด 1. Sieve Tube เปนเซลลที่มีชีวิตอยู รูปรางยาวปลายทั้งสองมีรูคลายตะแกรง คอยลําเลียง อาหาร 2. Companion Cell เปนเซลลขนาดเล็กรูปรางยาวปลายแหลมมีตนกําเนิดเดียวกับ Sieve Tube แตมีขนาดเล็กกวา หากแตยังมีชองทางที่เชื่อมตอกันอยู ทําใหสามารถชวยให Sieve Tube ทํางานไดดี โครงสรางและหนาที่ของราก สวนประกอบของราก 1. Root cap หมวกราก อยูปลายสุด บางเซลลตายแลว 2. Zone of cell division สามารถแบงเซลลแบบไมโทซิส 3. Zone of cell elongation เซลลขยายตัวตามยาว 4. Zone of cell differentiation and maturation มีการเปลี่ยนแปลงรูปรางเพื่อทําหนาที่จําเพาะ เชน เปน root hair
- 16. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 ________________________ วิทยาศาสตร ชีววิทยา (177)2008 โครงสรางและหนาที่ของลําตน 1. เนื้อเยื่อบริเวณปลายยอด (Shoot Apex) - Apical Meristem เนื้อเยื่อเจริญปลายยอด - Leaf Primordia ใบเริ่มเกิด - Immature Leaf ใบออน - Branch Primordial ตาแรกเกิด 2. ลําตน (Stem) - Epidermis อยูดานนอกสุด เปลือกไม - Cortex เนื้อไม - Stele แกนไม ประกอบดวย Vascular bundle, Vascualr ray, Pith การเจริญเติบโตขั้นที่สองของลําตน - ทําใหเกิดเนื้อเยื่อลําเลียงขั้นที่สอง - Vascular cambium แบงตัวให Secondary phloem ออกมาดานนอก และ Secondary xylem เขาดานใน - เนื้อเยื่อจากแคมเบียมออกมาดานนอก เรียกวา “เปลือกไม” (Bark) - Secondary xylem เรียกวา “เนื้อไม” (Wood) - Spring wood เกิดในฤดูน้ํามาก - Summer wood เกิดในฤดูน้ํานอย - วงปประกอบดวย Spring wood และ Summer wood รวมกันใชบอกอายุพืชได โครงสรางและหนาที่ของใบ - Epidermis จะหลั่งสารคิวตินมาเคลือบใบ อาจเปลี่ยนแปลงเปน Trichome (ขน) Guard Cells (เซลลคุม) - Mesophyll มีคลอโรพลาสตอยูภายใน โดย Palisade จะมีมากกวา Spongy - Vascular Bundle มีทอลําเลียงน้ําและอาหาร Cutin Upper epidermis Palisade mesophyll Spongy mesophyll Lower epidermis
- 17. วิทยาศาสตร ชีววิทยา (178)________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 2008 การลําเลียงสารในพืช การดูดน้ํา 1. Imbibition การดูดน้ําของสารที่ดูดความชื้นได เชน เพกติน เซลลูโลส 2. Osmosis เกิดจากความแตกตางของความเขมขนของน้ําที่อยูสองขางของเยื่อหุม จากน้ํามากกวาไปน้ํา นอยกวา 3. Diffusion เกิดจากความแตกตางของความเขมขนของสารนั้นๆ จะมีการเคลื่อนที่จากที่ที่มีความเขมขน ของสารมากไปสูที่ที่มีความเขมขนของสารนอย 4. Active Transport เปนการเคลื่อนที่ของสารโดยอาศัยพลังงานจากเซลลและตองอาศัยตัวพา การเคลื่อนที่ของน้ําและการลําเลียงน้ํา 1. จากในดินไปถึงชั้นเอนโดเดอรมิส Apoplast น้ําจะผานผนังเซลลหรือชองวางระหวางเซลล Symplast น้ําจะผานไซโตพลาซึมและชอง Plasmodesmata ของเซลล 2. แรงที่ชวยในการลําเลียงในพืช - Capillary action เกิดมาจากแรงดึงดูดระหวางโมเลกุลของน้ํากับผนังดานขางของเนื้อเยื่อ Xylem ที่เรียกวา “แรง” Adhesion - Root Pressure เกิดจากการดูดน้ําเขามาสะสมและแออัดอยูใน Xylem ทําใหเกิดแรงดันของน้ํา ภายในราก - Transpiration Pull เกิดจากการที่น้ําทุกสวนในพืชตอกันเปนสายอยางไมขาดตอนและจะมีแรงดึงดูด ระหวางโมเลกุลของน้ําที่เรียกวา “Cohesion” เมื่อพืชคายน้ําออกทางใบจะมีแรงดึงใหน้ําเคลื่อนที่ การสังเคราะหดวยแสง (Photosynthesis) เปนกระบวนการที่ผูผลิตนําพลังงานแสงมาสรางน้ําตาลโดย ใชแกสคารบอนไดออกไซด CO2 และน้ํา H2O 1. ในพืชและสาหราย 6CO2 + 6H2O C2H12O6 + 6O2 2. ในแบคทีเรียสีเขียวและแบคทีเรียสีมวง 6CO2 + 12H2S C6H12O6 + 6H2O + 12S ปฏิกิริยาการสังเคราะหดวยแสงมี 2 ขั้นตอน 1. ปฏิกิริยาใชแสง (Light Reaction) พืชรับพลังงานแสงมาใชสรางสารอินทรียพลังงานสูง 2 ชนิด คือ ATP และ NADPH + H+ โดยใช H2O และ ได O2 2. ปฏิกิริยาไมใชแสง (Dark Reaction) พืชสรางน้ําตาลจาก CO2 กับ H ของ H2O ที่อยูในรูป NADPH + H+ โดยอาศัยพลังงานจาก ATP เขารวม
- 18. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 ________________________ วิทยาศาสตร ชีววิทยา (179)2008 ปฏิกิริยาใชแสง คลอโรฟลลเอไดรับพลังงานจะถายทอดพลังงานให Electron ทําให Electron หลุดออกไปซึ่งการถายทอด Electron มีสองแบบ 1. แบบเปนวัฏจักร (Cyclic Electron Transport) จะเกี่ยวของกับ Photosystem I เทานั้น 2. ไมเปนวัฏจักร (Non Cyclic Electron Transport) เกิดปฏิกิริยาไดทั้งใน Photosystem I และ II เปรียบเทียบ การถายทอดเปนวัฏจักร การถายทอดไมเปนวัฏจักร 1. ความยาวคลื่น 2. การแยกของน้ํา 3. แกสออกซิเจน 4. NADPH + H+ 5. ATP 700 mm ไมแยก ไมเกิด ไมเกิด 1 หรือ 2 ATP ตอ 1 คูอิเล็กตรอน 680 และ 700 mm แยก เกิด เกิด 2 ATP ตอ 1 คูอิเล็กตรอน ปฏิกิริยาไมใชแสง ตองอาศัย 1. CO2 นําไปทําปฏิกิริยากับไฮโดรเจนของน้ําใหได NADPH + H+ โดยตองใช ATP 2. Ribulose bisphosphate (RuBP) รับ CO2 กลายเปน Keto Acid แตจะสลายเปน Phosphoglyceric Acid = PGA 3. NADPH + H+ ใช reduce PGA ใหเปน Phosphoglyceraldehyde (PGAL) ซึ่งเปนน้ําตาลตัวแรกสุด ในการสังเคราะหแสง 4. ATP ถูกสรางขึ้นในปฏิกิริยาใชแสง จะถูกนํามาใหพลังงานในการสราง PGAL และ RuBP ใน Calvin Cycle พืช C3 เพราะสารที่ไดจากการจับตัวกับ CO2 ตัวแรก คือ PGA ซึ่งมี 3 คารบอนอะตอม จึงเรียก C3 Pathway พืช C4 เปนพืชที่มีการตรึง CO2 2 ครั้ง เกิดขึ้นเมื่อมี CO2 ในอากาศปริมาณต่ํา พืช CAM มีการตรึง CO2 2 ครั้งแตครั้งแรกจะเกิดในกลางคืน ครั้งที่สองเกิดในกลางวันเปนการลด การสูญเสียน้ํา
- 19. วิทยาศาสตร ชีววิทยา (180)________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 2008 การสืบพันธุของพืชดอก โครงสรางของดอก การสรางเซลลสืบพันธุของพืชดอก 1. Pollen Grain or Male gametophyte เซลลสืบพันธุเพศผู เกิดภายในอับละอองเรณู (Anther or Pollen Sac) มี Microspore Mother Cells ที่จะแบงแบบไมโอซิส 2. Embryo Sac or Female Gametophyte เซลลสืบพันธุเพศเมีย เกิดภายในรังไขซึ่งมี Ovule ซึ่ง ภายในมี Megaspore mother cell ที่จะแบงแบบไมโอซิสทําใหได 4 เมกะสปอรที่มีโครโมโซม 1 n ตอมา 3 เมกะสปอรจะสลายไปเหลือเพียง 1 เมกะสปอร ที่แบงแบบ Mitosis 3 ครั้ง ได 8 นิวเคลียส แต 7 เซลล การสรางละอองเกสร การสรางไข
- 20. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 ________________________ วิทยาศาสตร ชีววิทยา (181)2008 การถายละอองเรณูและการปฏิสนธิ Pollination คือ กระบวนการที่ละอองเรณูไปตกที่ยอดเกสรตัวเมีย Fertilization คือ การที่อสุจิตัวหนึ่งเขารวมกับไข และตัวอสุจิตัวที่สองเขารวมกับโพลารนิวเคลียส เรียก การปฏิสนธินี้วา “การปฏิสนธิซอน” (Double Fertilization) ประเภทของผล 1. ผลเดี่ยว (Simple Fruit) เกิดจากรังไขเดียวในดอก 1 ดอก ถาในรังไขมี 1 ออวุล จะมีเมล็ดเดียว เชน พุทรา มะมวง มะพราว 2. ผลกลุม (Aggregate Fruit) เกิดจากหลายรังไขใน 1 ดอก เชน นอยหนา สตรอเบอรี่ 3. ผลรวม (Multiple Fruit) เกิดจากดอกหลายๆ ดอกที่อยูชิดกัน เชน ลูกยอ สับปะรด การตอบสนองของพืช (Plant Response) การเคลื่อนไหวในพืช การเคลื่อนไหวของเซลลที่มีชีวิต 1. เนื่องจากการเจริญเติบโต เปนอิทธิพลของฮอรโมนภายในที่มีการสรางขึ้นเพื่อใชในการเจริญเติบโต 1.1 แบบอัตโนมัติการสายไปมาของยอด เนื่องจากการเจริญสองดานไมเทากัน หรือการเกี่ยวพันของ ลําตนที่บิดเปนเกลียว เชน ในตําลึง 1.2 เนื่องมาจากสิ่งเรา มีสิ่งเราจากภายนอกมากระตุนฮอรโมนไปควบคุมการเคลื่อนไหวของพืช - Nasty การเคลื่อนไหวที่ไมมีทิศทางจําเพาะ เชน การบานของดอกกุหลาบ ดอกจําป เนื่องมา จากเซลลดานในเติบโตมากกวาดานนอก - Tropism เปนการเคลื่อนไหวที่มีทิศทางสัมพันธกับทิศทางของสิ่งเรา หากเขาไปหา เรียกวา “Positive” หากถอยหางเรียกวา “Negative” ตัวอยาง เชน แสง (Photo) ปลายยอด เขาหาแสง แตปลายรากหนีแสง แรงดึงดูด (Geotropism) ปลายรากเขาหาแรงโนมถวงโลก ปลายยอดไปทิศทางตรงขาม น้ํา (Hydrotropism) ปลายรากเขาหาน้ํา ปลายยอดหนีน้ํา 2. เนื่องจากแรงดันเตง (Turgor Movement) เกิดจากการออสโมซิสของน้ําเขาและออกจากเซลล เชน - การเปด-ปดของปากใบ ในกระบวนการสังเคราะหแสง เซลลคุมจะสะสมน้ําตาล และมีการ Pump K+ เขาไป ทําใหน้ําจากเซลลขางเคียงเขาไปในเซลลคุม - การนอนของใบพืชตระกูลถั่ว ที่โคนกานใบมี Parenchyma Cell เมื่อความเขมของแสงลดลง อุณหภูมิต่ําลง ทําใหน้ําในเซลลนี้ออสโมซิสไปที่เซลลอื่นๆ ใบจึงหุบ - การหุบของไมยราบเมื่อถูกสัมผัสกลไกเหมือนกับการนอนของพืชตระกูลถั่วแตเกิดไดเร็วกวามาก
- 21. วิทยาศาสตร ชีววิทยา (182)________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 2008 ฮอรโมนพืช 1. Auxin มากที่เนื้อเยื่อเจริญ ทําใหเซลลยืดขยายตัว ทําใหเกิดการแบงเซลล 2. Gibberellin มากในตนออน ทําใหมีการงอกของเมล็ด ทําใหเกิดการขยายตัวของเซลลเหนือขอในพืช ใบเลี้ยงเดี่ยว กระตุนการออกดอก ทําใหตนสูงขึ้น 3. Cytokinin พบในราก น้ํามะพราวออน กระตุนการแบงเซลล 4. Ethylene มีมากในผลไมที่กําลังสุก เรงการสุก กระตุนการออกดอก ทําใหใบรวงตามฤดูกาล 5. Abscicic Acid มีอยูในเนื้อเยื่อทั่วไป ทําใหพืชทนตอสภาวะแหงเลง ทําใหเกิดการพักตัวของตาและเมล็ด ยับยั้งการเจริญเติบโต
- 22. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 ________________________ วิทยาศาสตร ชีววิทยา (183)2008 แบบทดสอบ 1. กราฟขอใดเปนการเปลี่ยงแปลงของน้ําหนักแหงในขณะที่เมล็ดกําลังงอก (แกน X คือน้ําหนักแหง แกน Y คือระยะเวลา) 1) 2) 3) 4) 2. ไมโครสปอร 100 เซลลจะใหกําเนิดเสปรมไดมากที่สุดกี่เซลล 1) 100 2) 200 3) 300 4) 400 3. การปฏิสนธิซอนมีผลใหเกิดขอใด 1) Sperm และ Polar nuclei 2) Egg และ Polar nuclei 3) Embryo และ egg 4) Embryo และ Endosperm 4. พืชขอใดมีการปฏิสนธิซอน 1) หวายทะนอย 2) หญารังไก 3) สาหรายหางกระรอก 4) สน 2 ใบ 5. ขอใดคือหนาที่ของขนราก 1) ปองกันสวนของเนื้อเยื่อเจริญ 2) เพิ่มพื้นผิวในการดูดซึม 3) ชวยนําทิศทางในการเจริญของรากเขาหาศูนยกลางโลก 4) กักเก็บอาหารที่เหลือใช 6. เนื้อเยื่อเจริญที่กอใหเกิดการเจริญเติบโตขั้นที่สองคือขอใด 1) Cork cambium and apical meristem 2) Apical meristem and cork parenchyma 3) Vascular cambium and cork cambium 4) Cork cambium and cork parenchyma 7. เนื้อเยื่อสองชนิดที่มีหนาที่ในการค้ําจุนตนไมคือขอใด 1) Parenchyma and Collenchyma 2) Collenchyma and Sclerenchyma 3) Parenchyma and Xylem 4) Xylem and Phloem
- 23. วิทยาศาสตร ชีววิทยา (184)________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 2008 8. การลําเลียงน้ําตาลใน Sieve Tube ไดรับการชวยเหลือจากอะไร 1) Cork cells 2) Sclerenchyma 3) Tracheids 4) Companion cells 9. การเจริญเติบโตขั้นแรกโดยเฉพาะความสูง เกิดที่ 1) Cork Cambium 2) Apical Meristem 3) Vascular Cambium 4) Casparian Strip 10. เนื้อเยื่อในขอใดพบในเปลือกไม กระพี้ไม และแกนไม ตามลําดับ 1) Epidermis, sclerenchyma , xylem and phloem 2) Cork, phloem, xylem 3) Phloem, xylem, vascular cambium 4) Phloem, xylem, xylem เฉลย 1. 2) 2. 2) 3. 4) 4. 3) 5. 2) 6. 3) 7. 2) 8. 4) 9. 2) 10. 4)
- 24. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 ________________________ วิทยาศาสตร ชีววิทยา (185)2008 ระบบนิเวศ (Ecosystem) นิเวศวิทยา เปนวิชาที่กลาวถึงความสัมพันธระหวางสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดลอม หรือทุกๆ อยางที่อยูรอบๆ สิ่งมีชีวิตนั้นๆ ไมวาจะเปนสิ่งมีชีวิตดวยกันหรือสิ่งไมมีชีวิต กลุมสิ่งมีชีวิต (Community) หมายถึง ประชากร (Population) ของสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตวที่พบใน เนื้อที่แหงใดแหงหนึ่ง เชน สังคมของปาผลัดใบ หรือสังคมทุงนา ประชากร (Population) หมายถึง กลุมของสมาชิกของสิ่งมีชีวิตในสปชีสเดียวกัน ที่พบในเนื้อที่แหงใด แหงหนึ่ง เชน ประชากรของแมลงหวี่ในขวดเพาะเลี้ยง หรือประชากรของกวางปาในเขาใหญ ที่อยูอาศัย (Habitat) คือ สถานที่เฉพาะในธรรมชาติที่จะพบพืชหรือสัตวแตละชนิด Niche คือ หนาที่ทางชีวภาพซึ่งหมายถึงหนาที่ที่สิ่งมีชีวิตแตละชนิดครอบครองในสังคม เชน ทําหนาที่เปน ผูผลิต หรือผูบริโภค แผนภาพแสดงลําดับขั้นของความสัมพันธ
- 25. วิทยาศาสตร ชีววิทยา (186)________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 2008 ระบบนิเวศ คือ หนวยของความสัมพันธระหวางสิ่งมีชีวิตกับสิ่งมีชีวิต และสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดลอมที่อยูอาศัย กอใหเกิดการถายทอดพลังงานโดยลําดับขั้นการกินแบบตางๆ ตลอดจนการหมุนเวียนของสารแรธาตุ จนทําใหเกิด องคประกอบของสิ่งมีชีวิต เปนระบบที่มีลักษณะตางๆ กัน ตัวอยางระบบนิเวศ - ปาชายเลนมีตนโกงกาง แสม ปลาตีน - ในลําคลองมีปู ปลา กุงผักตบชวา - บนไมที่ผุ มีเห็ด รา ปลวก ชีวนิเวศ (Biome) หมายถึง ระบบนิเวศใดก็ตามที่มีองคประกอบของปจจัยทางกายภาพ เชน อุณหภูมิ และความชื้น และปจจัยทางชีวภาพ เชน พืชและสัตวที่คลายคลึงกันกระจายอยูในเขตภูมิศาสตรตางกัน เชน ไบโอมทะเลทราย พบไดที่ทวีปออสเตรเลีย ทวีปแอฟริกา และทวีปเอเชีย ไบโอมทุนดราพบไดที่ทวีปเอมริกาเหนือ ยุโรป และเอเชีย เปนตน ชีวภาค (Biosphere) หรือโลกของสิ่งมีชีวิต คือ ความสัมพันธระหวางสิ่งมีชีวิตทุกชนิดในโลก และ ระหวางสิ่งมีชีวิตเหลานั้นกับสภาพแวดลอมของโลก หรือระบบนิเวศทั้งหลายในโลกรวมกัน รูปแบบความสัมพันธระหวางสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ 1. ปรสิต (Parasitism) เปนแบบ (+/-) เปนความสัมพันธระหวางตัวใหอาศัย (Host) กับปรสิต (Parasite) โดยที่ตัวปรสิตซึ่งมีขนาดเล็กกวา คอยๆ เบียดเบียนอาหารจาก Host ทําใหออนแอลงเรื่อยๆ ในขณะเดียวกันใน บางความสัมพันธ Host สามารถหลั่งสารเพื่อยับยั้งหรือทําลายปรสิตได 2. การลาเหยื่อ (Predation) เปนแบบ (+/-) เปนความสัมพันธระหวางผูลากับเหยื่อ โดยอาจจะเปนสัตวกินสัตว สัตวกินพืช หรือพืชดักจับแมลงก็ได โดยผูลาจะใชโครงสรางของรางกายในการฆาเหยื่อเพื่อกินเปนอาหาร และ เหยื่อจะมีการปรับตัวเพื่อการอยูรอด เชน การมีหูไว ตาไว วิ่งเร็ว 0 50 100 150 200 250 300 500 1000 1500 2000 2500 ปริมาณ เวลา ผูลา เหยื่อ กราฟแสดงความสัมพันธระหวางปริมาณของผูลาและเหยื่อ
- 26. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 ________________________ วิทยาศาสตร ชีววิทยา (187)2008 3. Commensalism เปนแบบ (+/0) คือ ภาวะเกื้อกูลกันโดยที่ฝายหนึ่งไดประโยชน (ตัวอาศัย) ฝายหนึ่ง ไมไดไมเสีย (ตัวใหอาศัย) เชน ความสัมพันธระหวางเหาฉลามและปลาฉลาม ระหวางนกที่ทํารังบนตนไม เสือกับนกแรงโดยเสือฆาเหยื่อทิ้งไวเปนอาหารของนกแรง 4. Protocooperation เปนแบบ (+/+) การไดประโยชนรวมกันโดยที่สามารถแยกจากกันไดไมเกิดผลเสีย เชน ความสัมพันธระหวางนกเอี้ยงกับควาย หรือดอกไมกับแมลง 5. Mutualism ภาวะที่ตองพึ่งพาเปนแบบ (+/+) ทั้งสองฝายไดประโยชนรวมกัน แตจะเสียประโยชนเมื่อ แยกจากกัน เชน แบคทีเรียในลําไสมนุษย 6. Competition ภาวะการแขงขัน เปนแบบ (-/-) ทั้งสองฝายตองการปจจัยอยางเดียวกันที่มีอยางจํากัด จึงตองแขงขันกัน เชน บัวกับผักตบชวาในแหลงน้ําเดียวกัน สิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศแบงตามแหลงที่ไดอาหารเปน 2 ประเภท คือ Autotroph และ Heterotroph 1. Autotroph = สรางอาหารเองได 2. Heterotroph = สรางอาหารเองไมได ตองบริโภคสิ่งมีชีวิตอื่นเพื่อใหไดพลังงาน 2.1 Consumers ไดแก สัตวตางๆ โดยสามารถแบงตามชนิดของอาหารออกไดเปน 4 ประเภท - Herbivore บริโภคพืช - Carnivore บริโภคเนื้อสัตว - Omnivore บริโภคทั้งพืชและสัตว - Detretivore บริโภคซากสิ่งมีชีวิต 2.2 Decomposer หรือผูยอยสลายสารอินทรีย ไดแก แบคทีเรีย เห็ด รา ดํารงชีวิตโดยการหลั่ง น้ํายอยออกมา และดูดซึมอาหารที่ยอยแลว การถายทอดพลังงานระหวางสิ่งมีชีวิต มีการแสดงความสัมพันธได สองลักษณะ 1. หวงโซอาหาร (Food Chain) คือ กินกันทางเดียวไมหลายขั้นมาก เพราะจะมีการเสียพลังงานไปในแตละขั้น Tertiary Producer Terrestrial food chain Secondary Consumer Snake Lizard Caterpillar Plant Pelican Fish Zooplankton Phytoplankton Primary Consumer Primary Producer Autrotroph Herbivore Carnivore 2nd Carnivore Aquatic food chain Heterotroph
- 27. วิทยาศาสตร ชีววิทยา (188)________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 2008 2. สายใยอาหาร (Food Web) คือ กินกันหลายทิศทางโดยเกิดจากหลายๆ หวงโซอาหารเชื่อมกันคลาย ใยแมงมุม สามารถจําแนกสิ่งมีชีวิตตามลําดับขั้นในหวงโซอาหารไดโดย - ผูผลิตจะเปนคนแรกในหวงโซอาหาร - ผูบริโภคพืชจะเปนผูบริโภคอันดับ หนึ่ง - ผูบริโภคสัตว จะเปนผูบริโภคอันดับ สอง - ผูบริโภคสัตวลําดับตอไปเรื่อยๆ หรือเปนผูบริโภคลําดับสุดทาย การถายทอดพลังงานและวัฏจักรของสาร 1. การถายทอดพลังงานจะเกิดไปในทิศทางเดียวจากดวงอาทิตย ไปยังผูผลิต และตอไปยังผูบริโภคลําดับ ตางๆ 2. ผูรับพลังงานเปนลําดับสุดทาย คือ ผูยอยอินทรียสาร 3. ปริมาณพลังงานศักยที่สะสมในรูปเนื้อเยื่อ จะลดลงตามลําดับขั้นตอนการบริโภค แตปริมาณสารพิษที่ ไมถูกยอยสลาย เชน DDT จะเพิ่มปริมาณขึ้นอยางมาก Biomagnification
- 28. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 ________________________ วิทยาศาสตร ชีววิทยา (189)2008 การแสดงปริมาณของสิ่งมีชีวิต 1. Pyramid of Number แสดงจํานวนของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ มีหนวยเปนจํานวนตัวตอตารางเมตร Spider Insects Plants พีระมิดหัวตั้ง พีระมิดหัวกลับ Oak Insects Herbivores Parasites and Predators 2. Pyramid of Biomass แสดงน้ําหนักของสิ่งมีชีวิต อาจเปนหัวตั้งหรือหัวกลับ ตนขาว 5 kg/m2 ตั๊กแตน 0.1 kg/m2 นก 0.001 kg/m2 3. Pyramid of Energy แสดงอัตราการผลิตของแตละลําดับชั้นอาหารจะเปนพีระมิดหัวตั้งเสมอ Pyramid of Energy
- 29. วิทยาศาสตร ชีววิทยา (190)________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 2008 วัฏจักรของแรธาตุตางๆ ในระบบนิเวศ วัฏจักรไนโตรเจน วัฏจักรฟอสฟอรัส วัฏจักรคารบอน
- 30. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 ________________________ วิทยาศาสตร ชีววิทยา (191)2008 แบบทดสอบ 1. ในระบบนิเวศขอใดไมสามารถนํากลับมาใชไดอีก 1) พลังงาน 2) น้ํา 3) คารบอน 4) ไนโตรเจน 2. สถานการณในขอใดที่ทําใหระบบนิเวศเขาสูสภาวะสมดุล 1) การเพิ่มจํานวนของสปชีส 2) การสูญพันธุของผูลาและปรสิต 3) การมีปริมาณของผูผลิตและผูบริโภคตางกันมาก 4) การเพิ่มปริมาณของผูยอยสารอินทรีย 3. พีระมิดรูปใดแสดงถึงหวงโซอาหาร พืช → เพลี้ย → แมลงเตาทอง 1) 2) 3) 4) 4. เชื้อราชนิดหนึ่งพบวาเจริญอยูบนมูลสัตว ในกรณีนี้มีความสัมพันธแบบใด 1) Parasitism 2) Commensalism 3) Mutualism 4) Protocooperation 5. ในสายใยอาหารตามปกติจะมีหวงโซอาหารยาวเกิน 6 หวงเพราะเหตุใด 1) ทรัพยากรธรรมชาติมีจํานวนจํากัด 2) มีการสูญเสียพลังงานไปในแตละชวง 3) ผูถูกลาไมมีทางเปลี่ยนเปนผูลา 4) สิ่งมีชีวิตมักมีสิ่งแวดลอมที่ไมเหมาะสม 6. องคประกอบที่สําคัญของพีระมิดอาหารคือขอใด 1) แสง 2) ผูผลิต 3) สัตวกินพืช 4) ผูบริโภค 7. บอน้ําแหงหนึ่งมีระบบนิเวศอยูในภาวะสมดุล หากมีการปลอยน้ําเสียจากโรงงานลงไปจะทําใหสิ่งมีชีวิตชนิดใด เพิ่มขึ้นทันที 1) แพลงตอนพืช 2) ผูบริโภคอันดับ 1 3) ผูยอยสลาย 4) ผูบริโภคอันดับ 1
- 31. วิทยาศาสตร ชีววิทยา (192)________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2008 2008 8. จากรูป แสดงสายใยอาหารในระบบนิเวศแหงหนึ่ง ถางูถูกกําจัดออกไปในระบบนิเวศจะเกิดผลกระทบ อยางไรตอระบบนิเวศ ก. กิ้งกามีประชากรเพิ่มขึ้น ข. จิ้งหรีดมีประชากรเพิ่มขึ้น ค. เหยี่ยวมีประชากรลดลง 1) ก. และ ข. 2) ข. และ ค. 3) ก. และ ค. 4) ก., ข. และ ค. 9. กราฟแสดงความสัมพันธระหวางชวงเวลาในแตละวันกับการทํากิจกรรมของสัตว 2 ชนิด คือ A (เสนทึบ) และ B (เสนประ) A และ B นาจะเปนสัตวคูใด ตามลําดับ 1) หนู และนกฮูก 2) นกเคาแมว และหนู 3) คางคาว และนกเขา 4) ชาง และนางอาย 10. กิจกรรมในขอใดไมไดเพิ่มปริมาณคารบอนในชั้นบรรยากาศ 1) การสังเคราะหดวยแสง 2) การหายใจ 3) การเผาผลาญเชื้อเพลิง 4) ขอ 2) และขอ 3) เฉลย 1. 1) 2. 1) 3. 3) 4. 2) 5. 2) 6. 2) 7. 3) 8. 4) 9. 3) 10. 1)