第三節 性 聯 遺 傳
1. 大多數的生物都是雌雄異體,雌性和雄性的 染色體,其中有一對不同 2. 位於此對染色體上的基因,其遺傳方式在雌 性和雄性也會有一些不同
性別的決定 性染色體的發現 1900 年代,細胞學家發現許多種類的昆蟲, 其雌、雄個體的細胞內,染色體數目雖相同, 但卻有一對染色體不同 1) 性染色體:性別有關的染色體 2) 體染色體:其他染色體
果蠅細胞 1. 四對同源染色體 2. 雌果蠅每一對的染色體均相似 3. 雄果蠅的性染色體,兩條並不相同: 1)X 染色體:棒狀 2)Y 染色體:較短且成鉤狀 圖 雌、雄 果蠅的外形及其染 色體。
雌果蠅性染色體 1.XX 2. 減數分裂後所產生的卵只有一種 3. 含有三個普通染色體及一個 X 染色體( 3 + X )
雄果蠅性染色體 XY 產生的精子會有兩種染色體類型: 1) ( 3 + X ) 2) ( 3 + Y ) 子代是雌或是雄,要看卵和哪一種精子受精 而定
決定性別的類型 1. 人類細胞中 2. 含有 23 對染色體 3. 一對是性染色體 1) 雌性為 XX : 46,XX 2) 雄性為 XY : 46,XY
性別決定方式: X-Y 型 雌、雄的性染色體分別為 XX 或 XY 圖 性別決 定的不同類型: A. X-Y 型
人類 1.Y 染色體:性別的決定上是很重要 2. 人類細胞中只要具有 Y 染色體,就是男性, 沒有 Y 染色體則是女性 3. 有些遺傳變異是使性染色體的數目發生變化 1) 男性: 44 + XXY 、 44 + XYY 2) 女性: 44 + XXX 、 44 + XXXX
有些昆蟲,例如:蝗蟲 性別決定類型: X-O 型 1) 雌性:有兩個 X 性染色體 2) 雄性:只有一個 X 性染色體 圖 性別決定 的不同類型: B. X-O 型
雄性可產生兩種精子: 1) 具有一條性染色體 X 2) 不具性染色體 子代性別仍是由精子決定
蝶類、蛾類、鳥類 性別決定方式: Z-W 型 1) 雄性:相同的性染色體( ZZ ) 2) 雌性:不同的性染色體( ZW ) 圖 性別決定的 不同類型: C. Z-W 型
1. 雌性:可產生兩種不同的卵( Z 及 W ) 2. 雄性:只產生一種精子( Z ) 子代性別由卵所決定
蜜蜂、螞蟻 雌、雄性:其染色體的倍數不同 1) 雌性的蜂后(蟻后)、工蜂(工蟻): 2n 2) 雄蜂(雄蟻): 1n 圖 性別決定 的不同類型: D. 單 - 雙倍體型。
1. 性別的決定與基因無關,而與外在環境有關, 例如:鱷魚及一些海水魚類 2. 雌雄同體的動物或雌雄同株的植物,則至今 尚未發現有性染色體
進階知識 環境溫度決定性別的分化: 1. 有一些動物的性別是由環境因素決定,主要 的環境因素是溫度 2. 如爬蟲類中的短吻鱷: 1) 雌性: 30 ℃以下的環境孵化 2) 雄性: 30 ℃以上
食蛇龜和長吻鱷: 1) 雌性: 20 ℃以下、 40 ℃以上的環境孵化 2) 雄性: 30 ℃時
許多龜類 1) 雌性: 30 ℃以上孵化 2) 雄性: 20 ℃時
許多爬蟲類的性別決定不受溫度影響
1. 洄游到本省澎湖或蘭嶼產卵的綠蠵龜於高 溫環境中孵化出的稚龜也多是雌性 2. 溫度影響性別的情形在演化上的意義是很 值得探討的問題
巴爾氏體的發現 1949 年,生物學家巴爾( M.L.Barr , 1908 ~ 1995 ): 人類的皮膚及口腔黏膜細胞,若用特殊方法 染色,正常女性的細胞核內會有一個染色很 深的小點,稱為巴爾氏體 正常男性則無 圖 巴爾氏體。
女性細胞中的兩個 X 染色體,只有一條是有活 性,會表現出其上的基因
具有兩條 X 染色體的雌性人類及動物 體內眾多的細胞中,哪一條 X 染色體是沒有活 性的巴爾氏體,則是逢機的
1. 正常細胞內巴爾氏體的數目: X 染色體數目 減一 2. 根據巴爾氏體的數目可推測出細胞內 X 染色 體的數目 3. 在醫學上,巴爾氏體可用來鑑定性別,也可 鑑定胎兒是否有性染色體數目異常
進階知識 1. 如何由毛色區分公貓和母貓? 2. 橘黑相間毛色的貓一定是母貓,三花貓 (橘、黑、白相間)也必定是母貓。
1. 毛色基因只位於 X 染色體上,是屬 X 性聯遺傳 2. 控制貓毛色的等位基因有黑色及橘色(或黃 色)
1. 一條 X 上是含有黑色基因,另一條含橘色基 因的異基因母貓( XBXb ) 2. 個體中的哪些細胞的哪一條 X 染色體,會轉 變為不活化的巴爾氏體是逢機的
1. 有些細胞會表現出黑色的基因,有些細胞表 現出黃色的基因(白色是由另外的基因控制) 三花貓一定是母貓,公貓則只有黑色或橘 (黃)色(或參雜一些白色)
所有雌性的哺乳動物,都是此種「嵌合體」 1) 半數的細胞是其中某一條 X 染色體活化 2) 半數的細胞則是另一條 X 染色體活化(不活化 的染色體是巴爾氏體)
性聯遺傳 X 性聯遺傳 摩根用野生種的紅眼雌果蠅和突變種的白眼 雄果蠅交配
1. 結果 F 1 皆為紅眼 2.F 2 : 3 / 4 為紅眼, 1 / 4 為白眼
若按孟德爾的分離律分析,可知紅眼為顯性、 白眼為隱性 F 2 中的白眼果蠅卻皆為雄性
摩根將親代的雌雄性狀互換作實驗 純種白眼雌果蠅和純種紅眼雄果蠅交配
F 1 雌雄交配 F 2 的雌雄及紅白眼的比例和上述的 1 : 3 不同
摩根根據洒吞的染色體學說提出: 「控制果蠅眼睛顏色的基因位於 X 染色體上, Y 染色體上則不具有此種控制眼色的基因」
白眼性狀是隱性 白眼基因: 1) 雌性: XX 2) 雄性:只具有一個 X 染色體,故即使只有一個 白眼隱性基因,仍會表現出白眼性狀
X 性聯遺傳( X-linked inheritance ) 1. 基因位於 X 染色體上,遺傳時和性別發生關 聯的遺傳 2. 果蠅此種眼色的遺傳在雌雄間表現的比例不 同
X 性聯遺傳 1. 人類的 X 染色體比 Y 染色體大很多 2. 大多數在 X 染色體上的基因,是在 Y 染色體 上所沒有的 圖 人類的性 染色體 XY ── 其中 有一小部分可以配 對,具有等位基因。
男性的 X 染色體 1. 必定來自母親 2.X 染色體上的等位基因,會經由母傳給子, 且不管是顯性或隱性都會表現
隱性的 X 性聯遺傳基因 1. 紅綠色盲、肌肉萎縮症、血友病及蠶豆症等 疾病的基因 2. 在男性的發生率比女性高出很多,因為女性 需同時具有兩個隱性等位基因才會表現 3. 男性只要具有一個等位基因就會表現出性狀
Y 染色體的遺傳 1.Y 染色體上的許多基因,在 X 染色體上並無 等位基因 2. 表現在男性身上,例如:耳朵長毛的基因由 父親傳給兒子
1. 人類 Y 染色體的基因大部分已被確定 2. 許多是與男性發育及性功能有關 3. 尚未發現 Y 性聯遺傳( Y-linked inheritance ) 的疾病基因
進階知識 人類的性聯遺傳與疾病: 1) 人類基因體解碼後 2) 科學家仍在努力解讀基因和性狀間的關係: 哪一段 DNA 決定哪一種性狀
2007 年諾貝爾獎 1. 基因剃除的方式來研究基因和疾病關係 2. 人類基因的研究,經由疾病的顯現,再去找 尋相關的基因位置 1)X 性聯顯性遺傳疾病:少見 2)Y 性聯遺傳的疾病:無發現
性別影響性狀 有些性狀的表現和性別有關,但基因卻不在 性染色體上 例如:早發性禿頂,其基因是位於體染色體 上,但其表現與否及表現的年齡,除了和性 別有關外,還受男性激素及環境因素影響, 因此女性較不易有早發性禿頂性狀,這是屬 於性別影響性狀的遺傳。
ZW 型動物的性聯遺傳 ZW 型和 XY 型:相反 位於 Z 染色體上的隱性 等位基因 雄性:同型合子 雌性:只要 Z 染色體具 有隱性等位基因,就會 表現出性狀 圖 無條紋雌雞( ZbW )與有條 紋雄雞( ZBZB )交配,第一代雄雌均 有條紋,第二代雄雞均有條紋,雌雞 1 / 2 無條紋。
想一想 雞羽毛形狀的基因只位於 Z 染色體上, W 染 色體上無此基因。 羽毛呈現條紋狀的為顯性( B ),無條紋狀 的為隱性( b ),若將羽毛無條紋的公雞和 有條紋狀的母雞交配,則 F 1 公、母雞的羽毛 形狀為何?