2010 年第廿一屆國際生物奧林區亞競賽
一理論試題 (6)
中華民國生物奧林匹亞競賽代表團
816. 圖 a 顯示植物癒傷組織在不同濃度的 IAA(植物生長素)及激動素(細胞分裂素)組成 的培養基中培養後，所特他出之器官。自然情況下，農桿菌誘導豆類植物的根形成 冠狀攘，此細菌藉由將其 T-DNA 加入植物基因組，並表現一群與誘導產生瘤的相 關基因如圓 b 所示。(1. 5points)
增殖不全Propagation
'deficient callus
lAA(mg/ml)
。。曰:國
臥A 生合成基因因
r-7
一
基心
-hza
一
長
mm
叫一‘一
因點臼仰畫
成位于一+一
合叫恤戶必二
M
一
點伽咐，
um
伽
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一
動
讀
8b
g
~()I)"，I)
三… 14
Q
"
j
1.
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0
I清鄉重~II安|← Un的e 咖ted
callu
7 ]
未分他的臨組攝shoot developed
芽量商若受農桿菌鷗染者缺乏或過度表現植物生長素合成基因或細胞分製素合成基因，
其癒傷組織最有可能特他出的表現型 (A-D) 和各突變(1，
n
,
and
III) 間的關係如下表所描述。在答案紙上適當空格中打勾(，1")。 癒傷組織最有可能特化出的表現型
root developed
根蠶育Genes for
T-DNA
auxin biosynthesis
t五「 ;maM 二
A. Shooty
callus 莖C. Undifferentiated callus
特先8. Rooty callus
f~D. Propagation-deficient
callus 增殖不全 基因突變1
iaaH 缺失II
iaaH 過度表現III
iaaH 及伊t 缺失 ipf 過度表現ipt
缺失科學教育月刊 第 364 期 中華民國 102 年 11 月 B17. 植物根細胞型態是藉由特定幹細胞(分生能力旺盛的細胞)之分裂與分化來決定，圖 a 是阿拉伯芥主根縱切面的顯微構造。圖 b 是圖 a 小方格對應區域的放大圈，顯示根 的始原細胞(幹細胞)的排列情形。 (2 .4
point)
a
b
7
8
10
11
6
在表格中填人最適當對應者一將功能對應正確根細胞類型(圖 a 的 1-6) ;及對應始原 細胞(圖 b 的 7-11 )。 BI8. 下圖為松樹及怖子的種子構造 (1.5point)
n
松樹
rS
1D
lffion
獅子
a
b
C
X
y
Z
指出下列敘述的真或偽，並在適當空格中打勾( ，/)。-
56-2010 年第廿一屆圓際生命科學奧林匹亞競賽一遑論試題(6) I 構造 a， b 之染色體倍數相同，但其基因組成不同 II 構造 α，
b
,
and
c 包含兩種不同袍子體構造及一種配子體構造 III 構造 xand
y 在染色體倍數及基因組成均相同 IV 構造 z 的染色體倍數是構造 c 的 3 倍 V 構造 aand
x 均被子房包被住 動物解剖學和生理學 819. 用桌上型離心機可將人的血濃分離成3 個部份，如下圖所示。(1.8point)
3
b
C
由此三部份的血液 (a-c) ， 勾選 ( v') 與下方所列與其提供的功能相當者，填人答案卷 上。 功能 I 生產抗體功能。 II 運輸二氧化碳。 III 運輸鐵。 IV 運輸鐵。 V 血液凝固。 VI 中和蛇哥。 5. 脊蒙4.
鼠哩9. 尾
I.鬚 6. 小腸 82 1.脊索動物與其他動物不同於 4 種關鍵的型態特徵。 (2 .4point)
821.1 由下表中選擇此4 種關鍵的型態構造，填在答案卷上所提供的左表列中。(1.2point)
型態特徵 2. 腦 3. 咽裂 7. 管狀背神經索 8. 肛門科學教育月刊 第 364 期 中箏民國 102 年 II 月 821.2 下圖為文昌魚的型態，由 821.1 表中所列的特徵選出對應者，將其圖中所列之 英文代號填人答案卷上右表列中。 (1.2
point)
b
g
822. 下圖顯示在哺乳動物心搏週期間，主動脈左心室及右心房血壓的同步變化。圖下方 為顯示當時心臟的血流方向及辦膜(開/閉)的狀態之簡圖。 (2point)
120
100
芯 801~
E
8 60
E
o-t
40
20
O
\Aorta 主動脈Left ventricle
左I心室
Left atrium
左 f心房
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
Ti
me (sec)
A
B
C
司 58-D
E
2010 年第廿一屆國際生命科學奧林匹亞錢賽一理論試題 (6) 請將心搏週期中各數字所相對應下圖( A-E) 之狀況，將答案填寫於答案卷上所提 供的表內右列中。 823. 圖 I 顯示所列動物之體重與代謝率的關條，圖 II 顯示所列動物在奔跑時(在跑步機 上的結果)的耗氧率。 (1.5
point)
Pygmym
use (7g)
f朱儒鼠
沙漠棉尾S
Desert
∞ttοuta址(670g)
•
OOOOOO
654321
2.
身
32ESSSogυ
唱起母﹒且
MUKF
單位體重的代謝率
Fig. I
灰松鼠
Gray 叫苦:irrel(440
g)
.\Whi妞 -footed
m.
ouse
(21ρ 自足鼠
宅鼠
700
600
500
體重300
400
Body weight (g)
200
100
O
阿狗
M
JMY
叭
。。DD
。6420
2.MEO
」SED--晶宮的
Eg
酬。』
og
品
Fig.
n
耗氧萃
奔跑速度
2
4
6
Running speed
(kmJ
h)
閱讀下列解釋，勾選(./)其是否正確或錯誤於答案上。 解釋A
在休息時，小型動物單位體重的代謝率高於大型動物。B
以單位體重所得之相同食物量來看，小型動物比大型動物走得遠。C
使用相同量的食物，大型動物產生的 ATP 較小型動物多。科學教育月刊 第 364 期 中華民國 102 年 II 月 824. 若太空人住在一個比地球更大更重的星球，他會感受到更大的地心引力，在此狀況 下，太空人的身體會發生什麼變他?由下列表中列出的症狀，指出哪些是被預料到 的，哪些不是預期的(假設該星球之大氣組成與地球相同。)
(1.
8
point)
症狀A
血壓增加B
呼吸率降低C
肌肉量增加D
骨路密度增加E
紅血球數量減少F
血中含氧量增加 B25. 下圖為血管在肝組織中的解剖圖， A-C 為其內三條主要的血管。(1. 5point)
A (Hepatic artery)
肝動脈C (Hepatic ve
in)
肝靜脈B
(H
epatic portal vein)
肝門區
下列敘述條血液在不同血管中流動時的特性。根據每個敘述勾選(，1")出血液與血管的
關聯。
60-2010 年第廿一屆國際生命科學奧林匹亞競賽一理論試題 (6)
敘述
I 血液內含最高的含氧宵。 II 在用餐後最先顯示其脂肪含量增加血液。 III 在用餐後最先顯示其血液葡萄糖含量增加。 B26. 查理辛是一位韓國教授，能說韓語及英語的雙語學者。他也懂得用手語來溝通。很 不幸地，他在 2010lBO 國際審查委員討論時中風。奧利佛醫師診斷出查理的大腦皮 質左側受損。此部份條控制(語言輸出/口說)及整個手臂的活動。 (3point)
B26.1 一位新手護士檢查查理的語吉能力，選擇下列何者為正確的診斷。(Ipoint)
A
查理對奧利佛醫師的談話產生瞭解上的困難。B
查理對奧利佛醫師的談話產生瞭解上的困難。C
查理對金外踢伯市在他背上寫“ LOVE" 這個自有瞭解上的困難。D
查理能流利說韓語的能力消失了。E
查理用他的右手來寫韓語的能力仍被完整的保持。 B26.2 查理的手語能力及上肢的活動亦受到奧利佛醫師細心的診斷，結果顯示他不能 有效地用任一手來執行手語，右手亦不能移動。根據這些觀察，我們可下何種 結論?(1
point)
A
腦部受損的語言區掌控手語及口語。B
在右腦皮質部的運動神經先掌控右側的肌肉。C
語言理解區是位在右腦半球。D
他的視覺系統也受到損害。E
他的左手對手語的表示仍是正常的。 B26.3 科學期刊上有篇利用猴子來建立腦與機械連結介面的研究，該研究中科學家將 一微電極值人正常猴子大腦皮質前葉中的聯合區與手臂運動意圖區。當上肢在 運動時，肌電圖 (EMG) 會被記錄下來，同時腦中的神經元活動狀況也會被所植科學教育月刊 第 364 期 中華民國 102 年 II 月 人的電極記錄下來。 EMG 和神經訊號間的相關性會以每 200
msec
(毫秒)收 訊一次，並作為機械手臂動作上指令。這樣一來，猴子就可以在不運動手臂的 狀況下，用意識控制機械手臂的移動。如將此 BMf 科技用於人類時，在下列 情況何者正確，何者錯誤。 (Ipoint)
敘述
I 生物的兔疫反應是未來發展給如查理的病人等使用時的人工義肢時等所需克服 的障礙。 II 為能正確地解讀運動意圖的資訊，進行同步記錄的神經元細胞數量應該增加。 III 用此種( BMI) 科技，要發展出人工機械手指要比人工機械手臂更困難。 IV 此 BMI 科技可用於解決查理的語盲障礙問題，即將運動產出的信念加以解讀後使用。 V 上述之 BM! 科技可被歸為是一種運動(輸出)型之 BM! '而人工耳蝸(電子耳) 則可視為是一種國覺(輸人)型之 BMl 。 B27. 一條脊髓神經有 4 種不同種類的軸突來執行不同的生理功能，如:肌肉收縮及皮膚 的感覺、溫覺和痛覺。具髓鞘粗徑的軸突傳遞運動信息、，而不具髓鞘細徑的軸突傳 遞痛覺信息、。今有一個生理實驗用分離出的老鼠脊髓神經來進行，以 4 種不同程度 的電訊號刺激此神經上，由於刺激使此神經上所有的軸突同時被活忙，包括細徑及 組徑軸突。我們可以在示波器上觀察由複合的動作電位所形成的不同的高峰 (0to
d)
條這些 CAPi皮峰的平均後刺激時間延遲為 G ，2 ms;
b
,
2.5 ms;
C,
12 ms; and
d
,
55
ms
。此一脊髓神經的長度為 10cm
0(3
point)
0.2
rnA
.A IllA-e71v
---VA三
mm
一-一訓。
一--n1 -﹒圓， 4 」 L4ny 、 BOll-A 』-們司ilfl
仇
叫叫
刺激電極 紀錄電極stimulating
recording
electrode
electrode
費神經a
b
Cd
2.0
rnA
←一L.-J.o
10
stimulation
自 ， 刺滋20
30
40
50
60
post-stimulus time delay
(ms)
後刺激時間証軍-2010 年第廿一屆國際生命科學奧林匹亞競賽一理論試題(6) 827.1 計算此 CAP 波峰 a 的傳導速度(米/秒) 0
(I
point)
827.2 在此神經的中間部份經由會將 Na+ 的通道阻隔的局部麻醉後則下列何者會發 生?(I
point)
A
CAP 的各種波峰皆會降低。B
此種所有 CAP 波峰的後刺激時間延遲皆會變短。C
在 CAP 波峰 c 及 d 中，其波峰會降低且延遲會變短。D
在 CAP 波峰 a 及 c 中，其波峰會降低且延遲會變短。E
在 CAP 波峰 b 及 c 中，其波峰會降低且延遲會變短。 827.3 哪一個 CAP 波峰是與痛的刺激有關?(0.5 point)
827 .4哪一個 CAP 波峰是與肌肉收縮有關?(0.5 point)
B28. 下圖為四足動物的前肢骨略構造。在圖中 (a) 相當於一隻早期的兩生類的肢，圖中的 數字及英文字母代號表示在每一肢上的不同骨悟，其簡寫說明如下表中。 (3point)
(a)
(b)
的
(紛紛
(力
(g)
S 3 叭叫 J ',' ... 、、科學教育月刊 第 364 期 中華民國 102 年 11 月
H:
Humerus ，眩骨U:
Ulna ，足骨R:
Radius ，撓骨C:
Carpals ，腕骨M:
Metacarpals ，'掌骨
S: Sesamoid
bone，種子骨
1~5: Phalanges.lHI:骨B28.1 下列的敘述，何者正確，何者錯誤?
(1.
8 point)
I 與祖先的情況比較 ， (c)及 (e)顯示骨酪有消失或癒合之現象。II
(b)及 (g)顯示在海洋中生活的適應。III
(b) 及(的顯示骨酷的趨同演他。IV
(i) 顯示對抓取的適應 o V 在 if) 及 (g) 的(種子)骨在演他上是相反的結果。 VI 此圖顯示四足動物前肢的同源特徵。 B28.2 在上圖哪一個前肢顯示其適應飛行或不適飛行，請將答案勾選(v')於答案卷 上。 (0.9point)
B29. 在以母親為食物的蜘蛛中，子代殺死母親並吃牠的身體，直到一定的年虧為止。幼 體會成群在一起度過短暫的時間，而後在個體經歷第三次蛻皮後個別由巢區向外擴 散。然而有些母蜘蛛會避免被其子女捕食，若母蜘蛛在生產第一窩時不被子代吃掉， 則有 30%的機會繁殖第二窩子代。下表顯示此種蜘蛛的族群增長的資料。(3point)
出生時窩巢的子 小蜘蛛在達第三次 子代開始擴散 出生到成蛛時的 代數 蛻皮時之存活率 時的體重 存活率 第一窩有食用母 親者100
95%
3.5 mg
20%
第一窩未食用母 車見者100
70%
2.0 mg
10%
第二窩有食用母 親者40
95%
3.5 mg
20%
B29.1 若母蜘蛛躲過子女的攻擊而進入第二窩繁殖，則此類母蜘蛛平均所能產下的總 窩卵(子代)數為何?(1 point)
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64-2010 年第廿一屆國際生命科學奧林匹亞競賽一理論試題 (6) B29.2 計算並寫出母蜘蛛在此二種不同的策略下，其繁殖成功的結果。(l
