國一生物 第8章 遺傳

在上一章國一生物 第7章 生殖中提到了生殖的目的是為了要繁衍後代，在細胞分裂與減數分裂過程牽涉到了同源染色體的複製與分離，產生配子之後經過受精作用產生新的受精卵最後形成新個體。

在無性生殖與有性生殖的介紹中，最大差一點在於與親代是否有相同的表現、有沒有個體差異。本章要進一步針對有性生殖產生與親代表現不同的原因做討論與認識。

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8-1 孟德爾遺傳法則

同一個物種的不同個體之間展現出不同特性狀況的現象稱為性狀。

• 人(物種)的眼皮有單眼皮與雙眼皮(性狀)
• 果蠅(果蠅)的眼睛有白眼與紅眼(性狀)

將性狀透過生殖的方式傳給子代的過程稱為「遺傳」。

也就是常聽到別人說因為爸媽身高高，所以小孩也比較高。或者，因為爸媽聰明，小孩也比較聰明等等這種例子。

孟德爾實驗

孟德爾是19世紀的奧地利學者 -> 「遺傳學之父」

實驗材料：豌豆

實驗方式：人工授粉

(透過雄蕊雌蕊的成熟時間不一樣，先剪掉雄蕊，並用其他工具取其他以成熟的雄蕊花粉授粉)

豌豆

豌豆特性

1. 性狀易於觀察
2. 生長週期短(很快可以產生子代)
3. 子代多(數據量大)
4. 自花授粉(才可以控制性狀來自自己)

豌豆性狀

恰巧大部分豌豆性狀都是兩兩成對，有助於在觀察性狀表現的結果

• 種子形狀：圓 vs 皺
• 種子顏色：黃色 vs 綠色
• 豆莢形狀：膨脹 vs 皺縮
• 豆莢顏色：綠色 vs 黃色
• 花朵顏色： 紫色 vs 白色
• 花朵位置：腋生(不長在最上面) vs 頂生(長在最上面)
• 莖的長度：高莖 vs 矮莖

純品系親代-第一子代-第二子代

純品系親代(P)

1. 高莖矮莖的豌豆分開栽種
2. 高莖們自花授粉、矮莖們自花授粉
3. 高莖子代只留下高莖的個體、矮莖子代只留下矮莖的個體
4. 重複好幾代，確保接下來高莖只產高莖、矮莖只產矮莖

目的：確保親代性狀都是穩定不變的，以便控制之後的操作

第一子代(F1)

純品系所交叉授粉(人工授粉)產生出來的子代

目的：確保子代皆由高莖、矮莖的親代產生

結果：子代表現皆為高莖

第二子代(F2)

經由第一子代自花授粉產生出來的子代

目的：觀察經由高莖與矮莖摻生出的子代自身都有高莖與矮莖的遺傳物質情況下，性狀如何表現

結果：第二子代高莖與矮莖比例3:1

8-2 遺傳與基因

根據孟德爾的發現，現代遺傳學認為性狀是由一對同源染色體上相對位置上的DNA所共同控制。

• 基因：特定的DNA片段
• 等位基因：同源染色體上的相對位置的基因，共同控制一個性狀

等位基因控制一個性狀，使得性狀有兩個以上的不同表現。

根據表現結果的組合稱為表現型，而基因組合稱為基因型。因為前面提到顯性與隱性的觀念，當基因型為TT、Tt時表現型皆為顯性，而基因型為tt時，表現型為隱性。

->同源染色體中的一段特定DNA基因片段與另一個同源染色體上相對位置的DNA基因片段共同控制一個性狀的表現

舉例：

每個月爸媽會給小孩零用錢去買零食吃，如果錢夠的話，小孩喜歡去買100塊的漢堡套餐來吃，其次是50塊的漢堡單點，最後是沒有錢的話只能吃家裡的餅乾。

假設小明家裡媽媽跟爸爸都給小明50塊，就會得到50塊(來自爸爸) + 50塊(來自媽媽)=100塊，最後小明就可以吃到漢堡套餐；小美家只有爸爸願意給小美50塊，最後也會得到一個漢堡，但是沒有那麼豐盛。最後小強爸媽都不給零用錢，小強一回家只能從家裏的冰箱吃已經買回來的餅乾。

這時，可以說父母(同源染色體)透過零用錢(等位基因)影響小孩零食吃什麼(性狀)。並且0塊、50塊、100塊是最後的總額(基因型)，而漢堡與餅乾是最後吃到的零食(表現型)。

8-3 人類的遺傳

單基因遺傳：正常大部分的性狀都是單基因遺傳，表示一段特定基因控制一個性狀。

多基因遺傳：少數一些性狀會被多個基因共同控制，所以通常會呈現連續性的表現變化有程度上的不同，例如身高。

單基因遺傳-血型

• 表現型分成：A型、B型、AB型跟O型
• 基因型有I^A、I^B、i三種

I^AI^B= AB型

I^AI^A、I^Ai=A型

I^BI^B、I^Bi=B型

ii = O型

性染色體

• 人類有22對體染色體+一對性染色體
• 男生的染色體為22對體染色體 + XY
• 女生的染色體為22對體染色體 + XX

->人在形成配子時進行減數分裂，產生22條不成對的染色體以及一條性染色體

因此，女生只能給X遺傳給小孩，但男生會因此決定產生的小孩是男生還是女生。

8-4 突變與遺傳諮詢

突變

• 突變：基因產生變異的現象
• 突變發生在體細胞->表現不會傳給子代
• 突變發生在生殖細胞->表現可能傳給子代
• 通常突變的機率很低，會對生物體有害，但是是演化的動力跟基礎
• 自然突變外可以透過物理刺激(X光、紫外線)、化學刺激(亞硝酸鹽)或感染病毒後增加突變的機率
• 人為的誘發突變可以有機率讓人類想要的生物體突變出更好的表現，例如稻米變得可以抗蟲

生物體有害的定義在於能不能適應大環境，所以在大部分人都能適應環境的情況下，突變造成不能適應大環境就是對生物體有害。但是演化多半是指環境改變、或者變出更能適應環境的表現。所以必須有新的表現做出差異才有機會「更適應」環境。

人類的遺傳疾病

遺傳性疾病發生在體染色體的等位基因上，多為隱性的性狀表現。發病的表現型因為父母同時具有隱性的基因經受精作用後產生兩個隱性的基因型表現出隱性的疾病表現。

遺傳疾病的基因若在性染色體上，稱為性聯遺傳疾病。因為X跟Y的差異，使得一旦有X染色體上有疾病的隱性基因，但Y沒有相對應的等位基因產生顯性表現，因而造成疾病，所以此種遺傳疾病的男女比例差異很大，男生較容易得病。

• 蠶豆症(性聯遺傳)：接觸蠶豆、樟腦會造成紅血球破裂分解
• 白化症：造成細胞無法製造黑色素
• 唐氏症：體型小、智力發育遲緩
• 紅綠色盲(性聯遺傳)：無法分辨紅色跟綠色
• 軟骨發育不全症：骨骼發育不良，身材很矮小
• 血友病(性聯遺傳)：受傷流血，因為缺乏凝血因子而無法止血

8-5 生物技術

因為根據生物相關的知識與科技的進步，人們開始思考是不是有可能透過自己的力量來改變生物包含基因表現、生命代謝等等來改進人類生活。

• 古人利用微生物釀酒、製作麵包
• 育種方式改良作物與畜物
• 透過DNA轉植技術鑑定DNA、做出複製動物實驗

複製動物-桃莉羊(Dolly)

• 性狀表現與白面羊完全相同
• 一種無性生殖
• 養分由代理孕母的黑面羊提供
• 細胞年齡與白面羊相同，因而早死

黑面羊去除細胞核的卵 + 白面羊的乳腺細胞 -> 細胞融合後放進另黑面代理孕母羊的子宮內

-> 白面桃莉羊

基因轉殖

找到產生特定性狀表現的基因，將他分離出來之後轉植插入其他生物的細胞基因內，讓他表現該性狀以產生人類想要的特性。

產生該特性的生物稱為基因改造生物，透過基因改造生物產生的食品成為基因改造食品。

雖然有很多好處，但是還沒有證實非天然的結果是否對人體造成不良的影響，並且因為基改生物變向是一種突變生物，更能適應大環境，對其他物種的生態平衡是一種危害

• 水母螢光基因 + 斑馬魚 -> 發螢光的螢光魚
• 人類胰島素基因  + 細菌 -> 細菌大量繁殖產生胰島素供人類利用
• 抗病蟲害基因 + 作物 -> 作物減少病蟲害使產量增加

人類胰島素基因轉殖技術

從細胞核分離產生胰島素的特定DNA(基因) -> 將胰島素基因與細菌的DNA結合 -> 放進細菌體內讓牠們繁殖 -> 大量繁殖後產生大量胰島素 -> 分離細菌與胰島素得到純的胰島素供人類糖尿病患者使用

Take Home

這部分有許多這個章節的重點所集結成的問題，希望能做到每個問題在腦裡都有相對應的答案。如此一來才算真正了解這個章節的內容。