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17 基礎遺傳學

17 基礎遺傳學. 活動. 章節. 實驗. 活動 17.1. 17.1 甚麼是遺傳學？. 實驗 17.1. 活動 17.2. 實驗 17.1 - 影片. 17.2 孟德爾的單基因 遺傳研究. 活動 17.3. 17.3 孟德爾的雙基因 遺傳研究. 概念開發. 17.4 人類的遺傳. 17.5 譜系. 概念開發 17.1. 概念開發 17.2. 17.6 變異. 概念開發 17.3. 低過敏貓.

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17 基礎遺傳學

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  1. 17 基礎遺傳學 活動 章節 實驗 活動17.1 17.1甚麼是遺傳學？ 實驗 17.1 活動17.2 實驗 17.1 - 影片 17.2孟德爾的單基因遺傳研究 活動 17.3 17.3孟德爾的雙基因遺傳研究 概念開發 17.4人類的遺傳 17.5譜系 概念開發 17.1 概念開發17.2 17.6變異 概念開發 17.3

  2. 低過敏貓 貓是很多人喜愛的寵物，但一些愛貓的人都不能把貓兒抱回家飼養，因為他們對貓過敏。打噴嚏和眼睛痕癢都是常見的過敏徵狀。隨着科技的進步，美國科學家成功繁殖出「低過敏貓」，適合對貓過敏的人飼養。現在，對貓過敏的人都可以享受養貓的樂趣了。

  3. 低過敏貓 低過敏貓是時代雜誌於2006年選出的最佳發明之一。

  4. 低過敏貓 貓過敏症的致敏原是一種由貓兒的皮脂腺所分泌的蛋白質。這種蛋白質的分子很小，可飄浮在空氣中，若吸入了這種致敏原，它就可輕易通過呼吸道而進入肺部，引起過敏反應。

  5. 低過敏貓 科學家首先對貓兒進行了一項研究，找出控制分泌這種致敏原的基因。他們還發現貓兒間存在變異，有些貓會分泌過敏蛋白，有些貓則不會。於是，科學家透過選擇育種(又稱選擇性繁殖)技術，繁殖出「低過敏貓」。不過，這種貓十分昂貴，你知道原因嗎？

  6. 試想想： 甚麼因素決定貓兒會否產生導致過敏的蛋白質？ 甚麼是選擇育種？為甚麼它可以用來繁殖「低過敏貓」？

  7. 甚麼是遺傳學？ 遺傳學: 研究遺傳與變異的一門科學 遺傳:把特徵由一代傳到另一代的現象 變異: 同種生物間的差異 • 後代通常都具有親代的一些特徵 (或性狀)。

  8. 在1860年代，孟德爾進行了一連串研究特徵怎樣代代相傳的實驗。在1860年代，孟德爾進行了一連串研究特徵怎樣代代相傳的實驗。 他在修道院的花園種植豌豆，以研究豌豆各種性狀的遺傳。 孟德爾

  9. 豌豆是孟德爾的理想實驗材料，因為 • 豌豆生長迅速及容易大量種植 • 豌豆具有顯著的對比性狀

  10. 豌豆的一些對比性狀

  11. 甚麼是單基因遺傳？ 單基因遺傳：一對對比性狀的遺傳 孟德爾在開始他的研究前，會先確定他選取的豌豆性狀在每一代都是保持不變的  這種植物稱為純種

  12. 在其中一個實驗中 孟德爾利用純種高豌豆及純種矮豌豆作為親代，進行雜交 將雜交所得的種子收集及於下一年栽種，結果發現所有的種子均發育成高莖的植株 這些植株稱為第一子代 (F1)

  13. 紗布袋 具有一種或多種對比性狀的花朵 雄蕊 柱頭 來自矮豌 豆的花 來自高豌 豆的花 3. 用紗布袋把花朵包裹以防止再有傳粉發生 1. 將未成熟的雄蕊切除以防止自花傳粉 2. 把另一朵豌豆花的花粉撒在成熟的柱頭上 5. 收集豆莢內的種子，然後在來年播種 4. 經過人工傳粉後，心皮發育成豆莢 6. 小心檢查子代的性狀 • 孟德爾的豌豆育種實驗

  14. 待第一子代的植株開花後 孟德爾讓它們進行自花傳粉，產生第二子代(F2) 在第二子代中，787株是高莖的植株，而277株是矮莖的植株 沒有一株植物的高度是介乎高與矮之間

  15. 概念開發 17.1 紗布袋 第一子代 第二子代 受精 787株高 277株矮 • 第一子代的自花傳粉 以上的孟德爾實驗是單基因雜交的例子，因為其親代只有一個性狀的差異

  16. 孟德爾實驗結果的解說 • 一種性狀是由一對「遺傳因子」決定 • 當兩株豌豆雜交時，每一親本只把一個因子傳給子代 • 這樣，子代仍然具有一對「遺傳因子」，每一個因子分別來自單一個親本

  17. 孟德爾實驗結果的解說 • 一個遺傳因子可以有強勢或弱勢 • 若一植株含有一「強勢因子」及一「弱勢因子」，「強勢因子」會抑制「弱勢因子」的表現，並且決定植物的性狀 • 「弱勢因子」只有在「強勢因子」不存在時才能顯現其性狀

  18. 孟德爾實驗結果的現代解釋 • 孟德爾當時所描述的「遺傳因子」，現在稱為基因 • 是構成染色體的一小段DNA • 負責決定一種遺傳性狀

  19. 孟德爾實驗結果的現代解釋 • 控制某一性狀的基因有兩種或以上不同的形式 • 它們位於同源染色體上相同的位置 • 每一種形式的基因稱為等位基因

  20. 孟德爾實驗結果的現代解釋 • 孟德爾所描述的「強勢因子」，現在稱為顯性等位基因，而「弱勢因子」則稱為隱性等位基因 • 等位基因通常以顯性性狀名稱的首個英文字母來表示 • 大寫英文字母代表顯性等位基因 • 小寫字母代表隱性等位基因

  21. 孟德爾實驗結果的現代解釋 • 例如，控制豌豆高度的等位基因，高莖為顯性而矮莖為隱性 • 我們可以用「T」來代表高莖(tall)的等位基因，而用「t」來代表矮莖的等位基因

  22. 染色體 – 許多基因 排列於其上 基因的等位基因 顯性等位基因 隱性等位基因 同一性狀的顯性及隱性等位基因 同源染色體 – 每對的其中一條源自母親，另一條源自父親 • 基因、等位基因及染色體的關係

  23. 孟德爾實驗結果的現代解釋 • 根據孟德爾的假說 • 兩個高莖的等位基因(TT)/一個高莖和一個矮莖的等位基因組合(Tt)產生高莖的植株 • 兩個矮莖等位基因(tt)產生矮莖的植株

  24. 孟德爾實驗結果的現代解釋 可觀察的性狀稱為植物的表現型 「TT」、「Tt」及「tt」顯示出植物的基因組合，稱為基因型

  25. 遺傳圖解 我們可以用遺傳圖解來展示孟德爾的豌豆育種實驗

  26. 遺傳圖解 x 親代： TT (高莖) tt (矮莖) 由於親本為純種的植物，每個親本的兩個等位基因都是相同的。親本為高莖植株的基因型是TT(顯性純合型)，矮莖植株的基因型是tt(隱性純合型)。

  27. 遺傳圖解 x 親代： TT (高莖) tt (矮莖) 減數分裂 配子： t T 這對等位基因在進行減數分裂產生配子時，都會分離。因此，純高親本所產生的配子只含一種等位基因T，而純矮親本所產生的配子則只含一種等位基因t。

  28. 遺傳圖解 x 親代： TT (高莖) tt (矮莖) 減數分裂 配子： t T 受精 第一子代(F1)： Tt (高莖) 經受精後，兩配子結合形成第一子代(F1)，而T及t兩種等位基因便合成Tt。由於T為顯性等位基因，所以第一子代(F1)全部均為高莖的植株。

  29. 遺傳圖解 x 親代： TT (高莖) tt (矮莖) 減數分裂 配子： t T 受精 第一子代(F1)： Tt (高莖) 這些個體的基因型含有兩種不同的等位基因，稱為雜合的基因型。

  30. 遺傳圖解 • 將F1個體進行自花傳粉

  31. 遺傳圖解 第一子代(F1)： Tt(高莖) x Tt(高莖) (自花傳粉) 減數分裂 t t T T 配子： 經減數分裂所產生的配子含有等位基因T或t，兩者數目相等。

  32. 遺傳圖解 第一子代(F1)： Tt(高莖) x Tt(高莖) (自花傳粉) 減數分裂 t t T T 配子： 受精 TTTtTttt 第二子代(F2)： (高莖) (矮莖) 受精過程是隨機的，T或t等位基因可以有四種不同的組合。 基因型比率：TT : Tt : tt = 1 : 2 : 1

  33. 遺傳圖解 第一子代(F1)： Tt(高莖) x Tt(高莖) (自花傳粉) 減數分裂 t t T T 配子： 受精 TTTtTttt 第二子代(F2)： (高莖) (矮莖) TT及Tt的組合會產生高莖的豌豆，只有tt會產生矮莖的豌豆。 表現型比率：高莖 : 矮莖= 3 : 1

  34. 遺傳圖解 • 在第二子代中高莖和矮莖的比率為3:1  單基因雜交比 • 有些子代在生長過程中死亡，因此實際所得到的表現型比率與理論會有出入。

  35. 龐氏表 你知道嗎？ • 龐氏表可用來找出某些雜交有可能產生的基因型及表現型 • 這種方法可免去許多連線互相交疊的混亂情況

  36. 龐氏表 來自一親本的配子 來自另一親本的配子 親代： x Tt Tt (自花傳粉) 減數分裂 配子： t T 在方格內寫上 配子結合後各 種可能出現的 配子組合 t t t T T T 基因型比率：TT : Tt : tt = 1 : 2 : 1 表現型比率：高莖 : 矮莖= 3 : 1 • 龐氏表顯示雜合型高莖豌豆雜交的結果

  37. 龐氏表 • 遺傳圖解和龐氏表只能指出某一雜交所產生的預計結果，預計結果與實際結果不一定相符 • 如果產生的後代數量較多，實際結果便會跟預計的較接近

  38. 孟德爾第一定律 • 分離定律 • 生物的每一性狀皆由一對遺傳因子 (現在稱為基因)所控制，在形成配子時會分離，每一個配子只含一對遺傳因子的其中一個

  39. 孟德爾第一定律 • 分離定律 • 解釋為甚麼一個性狀能從一代傳到下一代 • 解釋為甚麼性狀在某一代消失了，但在下一代會再顯現 • 對了解遺傳學及進化是十分重要的

  40. 單基因遺傳性狀的例子

  41. 單基因遺傳性狀的例子

  42. 單基因遺傳性狀的例子 老鼠一些顯性性狀 老鼠一些隱性性狀 正常大小耳朵 (SS, Ss) 短小耳朵 (ss) 黑色 (BB, Bb) 棕色 (bb)

  43. 簡短練習 你知道嗎？ 單基因遺傳性狀的例子 玉蜀黍的顯性性狀 玉蜀黍的隱性性狀 深色黍粒 (CC, Cc) 淺色黍粒 (cc)

  44. 怎樣找出生物的基因型？ 對於豌豆及其他可進行自花傳粉的植物 • 利用自花傳粉的方法 • 若將一株高莖豌豆進行自花傳粉，而所產生的後代全都是高莖的 這親本必定是純合的(TT)

  45. 怎樣找出生物的基因型？ x TT (高莖) TT (高莖) 親代： T T 配子： 第一子代： TT (全為高莖豌豆) • 純合高莖豌豆進行自花傳粉，所產生的後代全為高莖豌豆

  46. 怎樣找出生物的基因型？ 對於豌豆及其他可進行自花傳粉的植物 • 利用自花傳粉的方法 • 倘若所產生的後代有高莖和矮莖的豌豆 其親本是雜合的(Tt)

  47. 想一想 怎樣找出生物的基因型？ 親代： Tt(高莖) x Tt(高莖) 配子： t t T T 第一子代： Tt Tt tt TT 高莖 矮莖 表現型比率： : 3 1 • 雜合高莖豌豆進行自花傳粉，所產生的後代有高莖及矮莖的個體

  48. 怎樣找出生物的基因型？ 對於不能進行自花傳粉植物及不能進行自體受精的動物 把未知基因型的生物與具有隱性性狀的純合同種生物雜交 稱為測交

  49. 想一想 怎樣找出生物的基因型？ • 例如，一長翅果蠅的基因型可能是 LL或Ll，把這長翅果蠅與一退化翅果蠅(ll)進行雜交，便能找出其基因型

  50. 怎樣找出生物的基因型？ 若長翅果蠅為純合的基因型(LL)： x 親代： 長翅 LL 退化翅 ll 配子： L l Ll 第一子代： (全為長翅果蠅) 所產生的子代全為長翅果蠅。

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