第1節動物的生殖 第2節人類的生殖和胚胎發育 第3節基因與遺傳 第4節人類的遺傳 第5節討 論 第六章動物的生殖與遺傳 第1節動物的生殖 第2節人類的生殖和胚胎發育 第3節基因與遺傳 第4節人類的遺傳 第5節討　論

第3節基因與遺傳 基因與染色體 孟德爾遺傳實驗 單性雜交實驗 雙性雜交實驗 試題經常出現的機率計算 中間型遺傳 多基因遺傳 環境因子有時也會影響等位基因的表現

基因與染色體 遺傳：「種瓜得瓜，種豆得豆」、「龍生龍鳳生鳳」是生物的生殖和遺傳的現象。生物的生殖，不只是產生子代，還有形狀、顏色等特徵的傳遞。 性狀：生物的特徵稱為性狀，性狀由規代傳給子代的現象稱為遺傳。 基因：控制生物遺傳的基本物質是DNA，DNA上控制某一種性狀的段落稱為基因。

同源染色體：生物細胞內的染色體通常成對存在，且每種生物染色體數目一定，此成對且長度相同的染色體，彼此互稱為同源染色體。 雙套(2N)：同源染色體同時存在於一細胞內。 單套(N)：同源染色體僅存在其一於細胞內。 對偶基因(等位基因)：控制一種性狀的二個基因，分別位於同源染色體上的相對的位置，互稱為對偶基因。

遺傳相關名詞 基因型：個體內等位基因的組合。例如：AA、Aa、aa。 表現型：個體所呈現的遺傳特性。例如：高莖、矮莖。

基因型與表現型

第3節基因與遺傳 基因與染色體 孟德爾遺傳實驗 單性雜交實驗 雙性雜交實驗 試題經常出現的機率計算 中間型遺傳 多基因遺傳 環境因子有時也會影響等位基因的表現

孟德爾遺傳實驗 實驗背景：十九世紀初，英國的奈特將白花豌豆與紫花豌豆雜交，發現其後代全開紫花。若將這些紫花豌豆再進行雜交，其後代又會出現白花豌豆，可見紫花比白花有更強的表現趨勢。然而，奈特並無進一步的解釋及探討。

選用豌豆作為遺傳實驗的材料，有下列優點： 花瓣閉合，可防異花授粉，並易於人工授粉。 多代自花授粉後，易產生純品系。 豌豆植株小、易生長、成熟快速。 子代數目多。 豌豆有多種差異明顯的外觀性狀，便於觀察。

孟德爾重做了奈特的實驗，但做了以下修改︰ 首先他選出特定的觀察項目，包括花色、花的位置、種子的顏色與形狀、豆莢的顏色與形狀，以及植株的高度，以便觀察其改變。 其次使各品種自花授粉數代，以確保每個品種都是純品系，即自花授粉後仍會表現固定的性狀。 對後代所呈現的特徵進行計量與分析。

第3節基因與遺傳 基因與染色體 孟德爾遺傳實驗 單性雜交實驗 雙性雜交實驗 試題經常出現的機率計算 中間型遺傳 多基因遺傳 環境因子有時也會影響等位基因的表現

單性雜交實驗 實驗過程 生物的性狀很多，實驗時若只選擇一種性狀的兩種相對特性生物當親代(P)進行雜交，稱一對因子遺傳實驗(單性雜交)。

一對因子雜交實驗 雜交 自交

親代 高莖 X 矮莖 親代雜交 第一子代(F1) 高莖 第一子代自交 第二子代(F2) 高莖：矮莖＝3：1

親代：為純品系。例如：紫花 X 白花。 第一子代(F1)：親代雜交所產生的子代，全部只表現出紫花。 第二子代則(F2)：第一子代自交所產生的子代，紫花：白花，其比例約為3：1。 孟德爾還研究了豆其他的性狀，也得到相似結果。

孟德爾的解釋 孟氏稱第一子代中會顯現的性狀為顯性，如豌豆的圓形種子、高莖等;不能顯現的性狀為隱性，如豌豆的皺皮種子、矮莖等。 他認為生物性狀是由成對的遺傳因子來控制(稱為對偶基因或等位基因)。 為研究方便，用英文字母代表基因，大寫代表顯性基因，小寫代表隱性基因，例如T代表使豌豆具高莖的顯性基因，t代表使豌豆具矮莖的隱性基因。

對偶基因組合的方式，稱為基因型，如豌豆莖的高度有TT、Tt、tt。三種基因型；其中TT或tt組合而成的個體，組成的兩個對偶基因相同，稱同型合子(純種)；而Tt其組成的兩個對偶基因相異，則為異型合子(雜種)。 生物體所表現的遺傳性狀稱為外表型(表現型)，如TT和Tt基因型的豌豆，外表型為高莖；而tt基因型的豌豆，外表型則為矮莖。

豌豆的高莖規代和矮莖親代交配的遺傳過程 當產生配子(G)時，其對偶基因便互相分離而各自進入配子中，受精後，受精卵又恢復為對偶基因並發育為F1。 F1自交時產生配子，其對偶基因便再度互相分離而各自進入配子中，F，配子結合的合子，發育為第二子代(F2)。

豌豆的高莖親代和矮莖親代交配的遺傳過程 當產生配子(G)時，其對偶基因便互相分離而各自進入配子中，受精後，受精卵又恢復為對偶基因並發育為F1。 F1自交時產生配子，其對偶基因便再度互相分離而各自進入配子中，F，配子結合的合子，發育為第二子代(F2)。

分離律 分離律：後人將孟氏一對因子雜交實驗所做的結論，稱之為分離律，其要點如下： 生物的遺傳性狀係由基因所控制，控制一種性狀的基因有二種型式，一為顯性，一為隱性。 個體內控制一種性狀的基因，是兩個成對存在，當形成配子時，這兩個基因便互相分離而至配子中。 當顯性基因和隱性基因相遇時，只有顯性性狀才能表現出來。

試交 試交 由於顯、隱性因子的表現不同，TT和Tt均表現出高莖的性狀。要區分顯性外表型的個體，其基因型為同基因性(TT)或異基因性(Tt)個體，需以外表型為隱性(tt)的個體交配。 若為TT X tt，則子代均為高莖(Tt) 若為Tt X tt，則子代有高莖(Tt)和矮莖(tt)二種可能，其比率為l：l。 這種以隱性個體和未知基因型的顯性個體交配，利用子代外表型的比值，來確定未知個體的基因型，這種方法叫試交。試交子代中若有隱性個體出現，其顯性規代必為異基因型。

互交：雌雄特徵交換的交配。如TT(雄) X tt(雌)和TT(雌) X tt(雄)，若二者結果相同，顯現精、卵的遺傳貢獻是一樣的。

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雙性雜交實驗 雙性雜交：實驗時選擇兩種對偶性狀的個體為親代的遺傳實驗，為兩對基因的遺傳稱為雙性雜交。例如： 親代：黃色圓形種子的豌豆與純種的綠色皺皮種子的豌豆為親代的雜交。 F1：皆為黃色圓形種子。 F2：將F1雜交，獲得：黃圓：315，綠圓：108，黃皺：101，綠皺：32。將這四種外表型的數目簡化，其比率約為9:3:3:1。

兩對因子雜交實驗結果

9:3:3:1的比例，很容易推想為(3:1) X (3:1)＝ 9:3:3:1。因此，孟氏假設如下： F1的基因型為RrYy；當F1產生配子時，R與r以及Y與y各自分離，而這兩對不同的對偶基因在形成配子時，分離並互相組合形成四種配子，即RY、Ry、rY和ry。 F1的雌、雄配子交配得F2，其基因型及外表型，其結果和孟氏實驗相符合。

孟氏又將黃色圓形的F1與隱性的綠色皺皮種子的豌豆作試交實驗，其結果與理論值相同，均為l：l：l：l。

上述二實驗說明這兩性狀的基因在形成配子時，有分離和自由配合的事實。 後人將孟氏根據兩對因子遺傳雜交所得之結論，稱為自由配合律(自由分配律)，其要點如下： 形成配子時，一對基因的分離，對另一對基因的分離沒有影響。例如：Rr 互相分離，產生 R 及 r 兩種配子。 形成配子時，非對偶基因間會互相組合而同至一配子中。例如：RrYy 個體可產生 RY、Ry 、rY 、ry 四種配子。

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配子可能出現的種類

單性雜交，子代的基因型、表現型、比例。

單性雜交，連續生多個子代，其表現型之機率。

雙性雜交，子代的基因型、表現型、比例。

一次觀察三個性狀的雜交實驗。

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中間型遺傳 有些實驗常無法重現孟德爾的實驗結果。顯示在異型合子中，並非所有性狀的表現均如 孟德爾的預測般呈現完全顯性，而會產生介於兩親代性狀間的中間型性狀。 在這種遺傳現象中，由於異型合子的等位基因皆對性狀的表現具有影響力，故無顯性、隱性之分。此種遺傳稱為中間型遺傳。

中間型遺傳時，異型合子的性狀表現稱為不完全顯性或半顯性。 中間型遺傳仍可以孟德爾定律預測其性狀的表現。以日本紫茉莉為例，紅花個體和白花個體雜交所產生的F1（皆為異型合子）皆開粉紅花。當F1彼此自交時，正如孟德爾遺傳定律所預測的，子代開紅花、粉紅花及白花的比例為 1：2：1。

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多基因遺傳 又稱為量的遺傳或稱為連續變異遺傳。 定義﹕一種性狀由二對或二對以上的基因所控制，每一對基因，對性狀的影響力相等，且有累加作用，例如人的身高、智商、膚色以及植物果實的重量及動物的產乳量等性狀通常都涉及量的多少，故亦稱為量的遺傳

多基因遺傳的發現﹕ 一般基因型的研究，主要依賴一些對比明顯的外表型，其性狀對比明顯，如果蠅的紅、白眼，豌豆莖的高、矮等，然而在自然界中，絕大多數的族群，任何一種外表型皆可能有許多變異。 遺傳學家尼爾遜發現麥粒穎果顏色亦呈現連續的差異

麥粒顏色實驗之結論：控制麥粒顏色的基因有二對，且基因表現性狀具有累積效應，使子代性狀呈常態分布曲線，該曲線呈鐘形。

人類膚色的遺傳

AABBCC：膚色最深 AaBbCc或AABbcc等：中間型 aabbcc：膚色最淺

小麥果實重量的遺傳 若aabbcc—重2克 每增加一個顯性基因則增加2克，故Aabbcc重4克 AaBbcc、aaBbCc、AabbCc、AAbbcc、aaBBcc、aabbCC皆重6克 有些多基因遺傳中，每對基因間雖有累加性，但效用不一定都相等，亦即並不是每個基因表現時都呈等差級數增減。

第3節基因與遺傳 基因與染色體 孟德爾遺傳實驗 單性雜交實驗 雙性雜交實驗 試題經常出現的機率計算 中間型遺傳 多基因遺傳 環境因子有時也會影響等位基因的表現

環境因子有時也會影響等位基因的表現 許多等位基因表現的程度視環境而定，有些等位基因對熱及光極為敏感，只有在特定溫度下才會活化。 以喜馬拉雅兔為例，催化毛中黑色素生成的酵素之基因表現受溫度調控，在高於33℃時呈不活化狀態，故其軀體表面及頭部呈白色，而末端構造如耳朵、鼻子、足部及尾部溫度較低，黑色素得以生成，故呈現黑色。若在其背部縛上冰袋降溫，會使其背部在換毛時長出黑色的毛。

植物的性狀表現也會受到環境因素的影響，以大繡球花的花色為例，花青素的呈色情形會受到土壤酸鹼值的影響，使花色呈現藍色至紅色多種變化。

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