第二十二课遗传与变异.ppt

第二十二課遺傳與變異 目錄 前言基因與遺傳遺傳法則性別遺傳變異人類的遺傳 遺傳病與生物科技短題目長題目參考書目完 前言 人的相貌 膚色 高矮 碗豆花的顏色等生物的特徵稱為性狀 性狀可由親代傳給子代的現象稱為遺傳 探究生物的性狀如何由親代傳給子代的科學就是遺傳學 基因與遺傳 控制生物遺傳的基本物質是DNA 而基因則是指控制某一性狀的DNA片段 基因位於染色體上 每一條染色體上有許多不同的基因 它們分別控制不同的性狀 控制一種性狀的基因通常是成對的 分別位於一對同源染色體的相對位置上 圖8 1 例如控制碗豆的種子顏色 人的耳垂位置等的基因皆分別位於成對的染色體上 親代的生殖母細胞進行減數分裂形成配子 成對的同源染色體分離 各對基因也隨著染色體而分離 因此精子或卵中僅具有各對基因中的一個 當精子與卵結合 親代的基因便經由精子與卵的染色體而遺傳給子代 遺傳法則 十九世紀末奧地利的孟德爾神父 在教堂花圃中從事碗豆的雜交試驗 圖8 2 詳細記錄結果 再利用數學方法分析 歸納出遺傳法則 而被尊稱為遺傳學之父 孟德爾在完成碗豆的遺傳試驗後 認為控制生物遺傳性狀的基因有顯性與隱性之別 可分別用英文字母的大寫及小寫來代表 當顯性與隱性基因同時存在的情況下 只有顯性基因控制的性狀才會表現出來 例如碗豆花色的性狀有紫色和白色兩種 決定碗豆花色的基因中 紫色基因 P 是顯性 而白色基因 P 是隱性 所以純品系的紫花 基因型為PP和白花 PP 碗豆交配後所育出的第一子代皆為紫花 Pp 圖8 2 決定碗豆莖高的基因中 高莖基因 T 是顯性 而矮莖的基因 t 是隱性 所以純品系的高莖 TT 神矮莖 tt 碗豆交配後所育出的第一子代皆為高莖 Tt 不過由第一子代 Tt和Tt 交配產生的第二子代中卻兼有高莖 TT或Tt 神矮莖 tt 它們個體數的比是三比一 圖8 3 孟德爾認為前述雜交試驗的第一子代 分別從兩個親代得到一個顯性基因 T 和一個隱性基因 t 這兩個基因並存於同一個細胞核中 但彼此並不融合 所以雜交試驗的第二子代才能出現隱性的性狀 顯示出成對的遺傳基因彼此獨立不混合 並在形成配子時彼此分離 在碗豆其它性狀的雜交試驗 他也得到一樣的結果 孟德爾的遺傳法則 a 每一種性狀都有一對特定的遺傳因子所控制 b 決定一種性狀的兩個基因稱為對偶基因 基因型 以英文字母來表示對偶基因的組合方式 vs 表現型 基因所表現出來可以觀察的外表特徵 c 顯性律 當顯性基因與隱性基因同時出現時 外表型表現出顯性的樣式d 分離律 配子 精子或卵子 在形成時 對偶基因的的兩個基因會分離 各自進入一個配子中 e 自由分配律 生物個體的各種性狀在遺傳時 各自獨立 換句話說 在形成配子時 一對對偶基因的分離 不會影響其他對偶基因的分離 而且可以自由的組合 出現在同一配子裡 性別的遺傳 動物的性別也與遺傳有關 例如人類的染色體 其中有一對能決定個體的性別 所以被稱為性染色體 在女性 這一對染色體為XX 在男性 這一對染色體為XY 圖8 4 性染色體在減數分裂時彼此分離 例如人類的精子有一種是22 X 22條普通染色體加一條X染色體 而另一種精子則是22 Y 但卵只有22 X一種 圖8 5 當卵和22 X的精子結合 將會生下女孩 而和22 Y的精子結合 將會生下男孩 變異 基因的穩定性對遺傳而言是相當重要的 但是遺傳物質也不是永遠一成不變 若遺傳物質產生變異而影響到生物的遺傳性狀 這樣的變異稱為突變 任何基因都可能發生突變 但它並不經常發生 突變的產生有兩個途徑 自然突變和人為誘變 自然突變是指自然產生的基因變異 通常發生率極低 而人為誘變是指因物理 如X光 紫外線 或化學 如亞硝酸鹽 的處理導致生物體發生基因的突變 人為誘變率一般都比自然突變率高 根據研究顯示 若長期曝露在這些會導致基因產生突變的物理 化學因素之下 通常會引發突變而產生癌症 例如早期X光機的操作人員 染料廠的工人等 其癌症罹患率較高 而現今市面上加工食品充斥 其中許多添加物如防腐劑 漂白劑 色素等也常具致癌性 若長期食用亦有害健康 因此日常生活中要避免與這些物質接觸 突變大多對個體本身或其後代有害 但偶爾也會產生有利的新基因 人們常利用這種有益的突變從事生物品種改良 例如紐西蘭的科學家最近發現一種突變基因 可使某些品種的牛隻多長肉 e g 人類的遺傳 人類性狀的遺傳可以區分為兩大類 1 單對基因遺傳 2 多對基因遺傳 單對基因遺傳是指某一性狀的表現 是由一對基因所決定 多對基因遺傳是指某一性狀的表現 是由二對或二對以上的基因所決定 e g 人類的ABO血型是單對基因遺傳 不過控制血型的基因則有三種 IA IB及i 其中IA和IB分別對i為顯性 例如基因為IAIA或IAi者 血型為A型 IBIB或IBi者為B型 而ii者為O型 特別一提的是IA和IB都為顯性 所以基因為IAIB者 血型為AB型 圖8 7 人類的身高 體重或皮膚色澤的深淺 則是多對基因遺傳 例如皮膚的色澤是由兩對基因 A a和B b 所控制 顯性基因A和B會使皮膚內黑色素的量增加 二者的影響相同且可以累加 因此其有顯性基因越多的人 膚色越深 遺傳病與生物科技 許多人類的疾病 譬如色盲 血友病 蠶豆貧血症和鐮刀型貧血症等都是遺傳性的疾病 怎樣避免把這些會造成病變的遺傳基因引進家族或傳送到其他家族 便成為遺傳諮詢的主題 譬如說某一家庭中一位女兒是遺傳性疾病基因的攜帶者 Aa 則她的雙親至少有一人帶有該遺傳性疾病的基因 a 遺傳諮詢就是提供遺傳疾病的資料 讓患者及其家人了解生育的子女中將是正常人 AA 帶有遺傳性疾病基因者 Aa 或遺傳疾病患者 aa 之機率各是多少 協助他們選擇適宜的措施 譬如對遺傳病患者生活上的調適 生有子女的規畫 或作早期的診斷及治療 例如新生兒可經由早期的篩檢而發現遺傳性代謝疾病 患者雖無法治癒 但經由飲食治療即可使病害減到最低程度 並維持正常的生活 目前各大醫院均設有遺傳諮詢門診或優生保健門診 提供給遺傳疾病患者利用 由於對基因的了解以及操作技術之進步 生物技術已被引用到作物的育種和生物藥物的生產方面 例如成熟的番茄果肉柔軟 搬運中因而容易破損 市場上已出現一種改良的番茄 它是從別的植物體抽出基因 植入原種番茄的基因中 使後者成熟的果貴堅實 在搬運申不易受損而提高商品價格 科學家亦成功地把人體的基因植入細菌體內 利用細菌來製造人體所需的物質 例如大量製造胰島素以治療糖尿病 大量製造多種人 畜疫苗以防治許多傳染性疾病 如肝炎 口蹄疫等 這種生物技術的應用正多方面拓展中 對人類日常生活將有深遠的影響 短題目 1 以下哪項正確描述減數分裂 A 每次減數分裂會生出兩個子細胞 B 減數分裂中 染色體複製兩次 C 來自減數分裂的所有子細胞 遺傳物質是一模一樣 D 來自減數分裂的所有子細胞 染色體數目是相同的 答對了 答錯了 2 果蠅紅眼是顯性 而白眼是隱性 將一純種白眼果蠅和一純種紅眼果蠅交配 牠們子代的外表型比例應是 A 白眼 紅眼 1B 白眼 紅眼 1 4C 白眼 紅眼 1 2D 白眼 紅眼 0 答對了 答錯了 3 以下哪些人類特徵是可以遺傳的 1 近視 2 色盲 3 夜盲A 只有 1 和 2 B 只有 1 和 3 C 只有 2 和 3 D 1 2 和 3 答對了 答錯了 4 兩隻灰鼠交配 生出1隻灰鼠和3隻黑鼠 從這結果可以得出什麼結論 A 黑色是顯性 灰色是隱性 B 其中一個親代是純合 另一則是雜合 C 所有黑色子代都是純合 D 所有灰色子代都是雜合 答對了 答錯了 5 以下哪項會產生基因型完全一樣的子代 1 來自同一馬鈴薯塊莖的芽體 2 來自同一蕃茄的種子 3 來自同一麵包黴的孢子 A 只有 1 和 2 B 只有 1 和 3 C 只有 2 和 3 D 1 2 和 3 答對了 答錯了 6 姬絲汀和康妮是芳齡20的同卵孿生姐妹 但她們在不同的國家長大 姬絲汀較康妮為高 亦較重 以下哪些因素會導致這些分別 1 她們從親代接受不同的遺傳基因 2 她們的身體運動量不同 3 她們的膳食不同 A 只有 1 和 2 B 只有 1 和 3 C 只有 2 和 3 D 1 2 和 3 答對了 答錯了 7 一對夫婦的眼睛都是棕色的 但他們唯一的孩子卻是藍眼的 以下哪項推論是正確的 A 該藍眼孩子的基因型是純合的 B 第二名孩子是藍眼的機會是1 2 C 父親的基因型是純合 D 該藍眼等位基因是從親代棕眼等位基因突變而成的 答對了 答錯了 8 控制豌豆莖部顏色的是一對等位基因 黃色 Y 是顯性 而綠色 y 是隱性 黃莖植物和綠莖植物進行互交 子代中有95株是黃莖 102株是綠莖 親代的基因型是什麼 A YY和yyB Yy和yyC YY和YyD Yy和YY 答對了 答錯了 9 上題 第題8 的交配結果和孟德爾遺傳定律所預測的有些少差別 這是因為A 精子和卵子在受精過程中 是隨機結合的 B 親代植物的基因型不詳 C 環境因素會影響親代植物的繁殖 D 親代植物不是純種 答對了 答錯了 10 以下哪項正確敘述細胞內的遺傳物質 A 它是由氨基酸組成 B 它控制 的活動 C 它可以進行複製 D 它位於細胞質內 答對了 答錯了 11 以下哪類人類細胞含有最多DNA A 卵細胞B 精子細胞C 神經細胞D 紅血細胞 答對了 答錯了 指引 回答第12和第13題須參考下表 表中列出是兩果蠅 X和Y 的外表型和基因型 W代表白眼等位基因 R則代表紅眼等位基因 12 以下哪項是正確的描述 A W對R而言是顯性 B W和R位於染色體上不同的位置 C W和R可以在同一染色體上出現 D X和Y交配產下的子代可以是白眼或紅眼 答對了 答錯了 13 若W是來自R的突變 這突變最有可能在哪裏發生 果蠅X親代的眼睛果蠅X親代的卵巢C 果蠅X的眼睛D 果蠅X的卵巢 答對了 答錯了 14 以下哪類人體細胞的基因型與其他不同 A 卵細胞B 神經元C 表皮細胞D 白血細胞 答對了 答錯了 指引 回答第15和第16題須參考以下一對孿生姐妹的資料 15 以下哪項特徵可以幫助決定她們是否同卵孿生 A 體高B 血型C 眼睛顏色D 智力商數 IQ 答對了 答錯了 16 若她們父母的眼睛都是棕色 以下哪些推論是正確的 1 她們父母的眼睛顏色的基因型是雜合 2 棕眼對於藍眼是顯性 3 珍妮和珍納眼睛顏色的基因型是純合 A 只有 1 和 2 B 只有 1 和 3 C 只有 2 和 3 D 1 2 和 3 答對了 答錯了 17 以下哪項正確地比較有絲分裂和減數分裂 子細胞的遺傳物質不相同 子細胞的遺傳物質完全相同 D 姊妹染色單體不會分開 姊妹染色單體會分開 C 同源染色體不會配對在一起 同源染色體配對在一起 B 染色體複製兩次 染色體只複製一次 減數分裂 有絲分裂 A 答對了 答錯了 指引 回答第18至第20題須參考以下譜系 人類正常膚色是由顯性等位基因A所控制 而白化 沒有色素 則是由隱性等位基因a