遺傳概念綱要 圖片取材自康軒教材
重點大綱 一、孟德爾遺傳實驗 1.實驗材料 2.實驗過程 3.遺傳法則 4.棋盤格方法 二、人類遺傳 1.性狀遺傳 2.性別遺傳 3.性聯遺傳 三、突變與生物技術 1.突變 2.動物複製 3.基因轉殖
一、孟德爾遺傳實驗~1 實驗材料:豌豆 生長期短、易栽種 性狀明顯、易觀察 自花授粉:方便人工授粉之操作
一、孟德爾遺傳實驗~2 實驗過程 純品系親代(高莖×矮莖)進行異花授粉(TT×tt) 產生第一子代全為高莖(F1),再自花授粉 第二子代高矮莖比為3:1
一、孟德爾遺傳實驗~3 遺傳法則(結合孟德爾結論與現代遺傳學) 一個性狀通常由兩個基因控制,且兩基因位於同源染色體的相對位置。 顯性律:控制同一性狀的兩個基因若為不同型的基因組合,則表現出來的稱為顯性,以英文大寫表示,反之為隱性,以小寫表示。 分離律:減數分裂時,成對基因為隨同源染色體分離而進入不同配子細胞中。
概念補充 孟德爾的遺傳法則是一種觀念,並未確定遺傳因子為何 1900年同時有三個國家的科學家研究得到與孟德爾相同的結果,才開始遺傳學研究。 1903年Sutton提出染色體學說,認為遺傳物質在細胞核的染色體中。 1909年「基因」一詞出現 1944年確定DNA為遺傳物質 1953年Watson and Crick 提出DNA為雙股螺旋 基因型為控制該性狀的基因組合,表現型為個體性狀實際的狀態
一、孟德爾遺傳實驗~4 T t TT Tt tt 棋盤格方法:右圖為有性生殖模式圖。以親代基因組合為Tt×Tt為例,則棋盤格排列如下: 雄配子基因型 雌配子基因型 T t TT Tt tt
單對基因之親代組合與子代機率 親代基因組合 子代基因型比例 子代表現型比例 AA×AA 100%AA 100%顯性 AA×Aa 顯性:隱性=3:1 Aa×aa Aa:aa=1:1 顯性:隱性=1:1 aa×aa 100%aa 100%隱性
二、人類遺傳~1 性狀遺傳:由基因型決定性狀,分為單對基因遺傳和多對基因遺傳。 單對基因遺傳:如美人尖、手指數目等,細胞DNA中只有一對基因控制該性狀。性狀表現型為獨立分佈,若統計族群中表現型的數目,其統計圖為長條圖。 多對基因遺傳:如身高、體重等,細胞DNA中有兩對以上基因控制該性狀。性狀表現型為連續分佈。若統計族群中表現型的數目,其統計圖為常態分布曲線。
ABO血型遺傳 控制ABO血型 的遺傳因子有IA、IB、i三種形式,其中IA、IB為顯性,i為隱性,遺傳因子兩兩配對的結果,會有不同的血型。因為在人體DNA中只有兩個基因座提供控制血型,故屬於單對基因遺傳。 當IA和IB配在一起時,因為都是顯性,所以特徵會同時顯現出來,成為AB型。 人類的ABO血型包含A型、B型、O型和AB型四種。 精子 卵
多基因遺傳的分佈圖 由學生身高統計圖中可發現身高並非單純的只有兩種表現型,而是由矮到高呈現連續分布的現象,且最矮和最高的學生數最少,大部分學生的身高都落在中間區域。此類常態分布極為多基因遺傳的特徵。
二、人類遺傳~2 性別遺傳:人類的23對染色體中有22對稱為體染色體,男女相同;最後的第23對為性染色體,男性為XY,女性為XX。下圖為性別遺傳示意圖,及棋盤格方法推論子代性別比例,男:女=1:1。 ♂X ♂Y ♀X XX XY
二、人類遺傳~3 性聯遺傳:當控制某性狀的基因位於性染色體時,其後代表現性狀的比例和性別有直接關係,故稱為性聯遺傳。 性聯遺傳最早是由Morgan的果蠅雜交實驗所發現的。Morgan的實驗室中創造了一個人工突變-一隻具白眼的雄果蠅。他將這隻果蠅與具有正常紅眼的果蠅進行雜交,發現在第一子代中,所有子代都是紅眼(故白眼是隱性基因)。到第二子代時白眼的果蠅又出現了,但只有雄性的果蠅會有白眼,雌性的個體仍舊都為紅眼,其原因乃是決定果蠅眼睛顏色的基因位於X染色體上,野生型的紅眼與突變產生的白眼是位於X染色體的一定位置上。雌性的果蠅具有兩個X染色體,雄果蠅則只有一個染色體卻擁有一個Y染色體。雄性果蠅由於只有一個X染色體,所以只要X染色體上所帶的基因是白眼基因,就是白眼的個體了。這種性聯遺傳的現象在人體也是如此,如血友病、色盲和ALD等
紅綠色盲 導致紅綠色盲的遺傳因子是隱性的,且位於X染色體上。 女性有兩條X染色體,如果只有其中一條X染色體上帶有隱性的色盲遺傳因子,並不會表現出病徵,但有可能遺傳給後代;不過,當兩條X染色體都有隱性遺傳因子時,則會出現色盲的病徵。 男性只有一條X染色體,所以只要他的X染色體帶有色盲遺傳因子,便會成為色盲。
紅綠色盲
三、突變與生物技術 突變:染色體或DNA片段產生變異 成因:基因突變會自然發生,但機率非常低;某些物理因子(例如紫外線、放射線和X光)或化學物質(例如亞硝酸鹽、某些防腐劑等)則會使突變發生的機率大增 。 影響:突然若發生在生物的體細胞,只會在個體表現出突變的結果;若發生在生殖細胞,則有機會將突變遺傳給子代,改變後代的特徵。雖不一定對生物體有利,卻是演化的原動力。
三、突變與生物技術 動物複製:將動物的雙套細胞核取代卵細胞原有的單套細胞核,並使此新細胞開始細胞分裂成為新的個體。最早形成的複製動物為1996年的桃莉羊。
三、突變與生物技術 基因轉殖:將某一生物的基因轉殖入 另一種生物的細胞內,使被轉殖的生物表現出該基 因的性狀。如人類的胰島素基因轉殖到細菌體內。