第一節基因與遺傳第二節遺傳法則第三節性別的遺傳第四節突變第五節人類的遺傳第六節遺傳諮詢和生物技術第七節討論 活動8-1耳垂位置的遺傳活動8-2人類性別的遺傳活動8-3個體間的比較活動8-4血型的遺傳,第八章 遺 傳,關鍵詞性狀、遺傳、遺傳學、基因、遺傳法則、顯性、隱性、性染色體、突變、遺傳諮詢、生物技術 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。 。,前 言,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。,【第一節】 基因與遺傳,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(活動8-1)。在碗豆其它性狀的雜交試驗 ，他也得到一樣的結果。,【第二節】 遺傳法則,目的： 耳垂位置為單對基因遺傳。本活動以卡片代表父母親耳垂位置遺傳的基因型(Aa)，並設計實驗，以了解AaXAa的遺傳法則，以及子代數目的多寡對遺傳實驗的重要性。 器材： 紅色及藍色卡片(1OcmX8cm) 各2張 說明: 活動用的卡片代表染色體，卡片上的其文字母代表基因，A代表控制耳垂分離的基因，a代表控制耳垂緊貼的基因。 步驟： 兩人一組，準備四張卡片，其中兩張藍色代表父親細胞內的染色體，兩張紅色代表母親細胞內的染色體。 一張藍色卡片寫上A，另一張藍色卡片寫上a。同樣的，一張紅色卡片寫上A，另一張紅色卡片寫上a。 一同學手拿兩張藍色卡片，英文字向自己。另一同學手拿兩張紅色卡片，其文字也向自己。 兩同學同時抽出對方的一張卡片組合在一起，表示產生了一個子代。記錄子代的基因型後，將卡片放回，再重新抽出，共重複二十次。 整理數據，計算子代耳垂分離和耳垂緊貼的比。 收集全班所有組別的數據，作一探討。,【活動8-1】 耳垂位置的遺傳,1. AaXAa的親代，理論上其子代中耳垂分離:耳垂緊貼3:1，即耳垂分離的孩子應為耳垂緊貼的三倍。每組學生以數據來探討，假設一對夫婦生了四個小孩與生了二十個孩子時，則孩子們耳垂位置的比，哪一種情形較接近理論值? 2. 把全班所有組別的二十個數據收集後，則其子代耳垂分離與耳垂緊貼的比與理論值比較情形又如何?,【活動8-1】 耳垂位置的遺傳,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)。,【第三節】 性別遺傳,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。 當卵和22+X的精子結合，將會生下女孩； 當卵和 22+Y的精子結合，將會生下男孩。,【第三節】 性別遺傳,目的： 在人類，男的性染色體為XY，可以產生兩種精子，分別具有X或Y染色體。女的性染色體為X)，產生的卵只有一種，具有X染色體。本活動八卡片代表父親和母親的性染色體，並設計實驗，以了解人類性別的遺傳和生男生女的機率 器材： 紅色及藍色卡片(1OcmX8cm) 各2張 步驟： 取紅色卡片兩張，分別寫上X，代表母親細胞的兩個X染色體。另取兩張藍色 卡片，分別寫X或Y，代表父親細胞內的性染色體。 母親產生的卵含有一個X染色體，父親產生的精子含有一個X或一個Y染色體。 將代表卵和精子染色體的卡片依照圖8-16置放在棋盤格的左方和上方。 將新個體細胞內性染色體的組合寫在方格中。,【活動8-2】 人類性別的遺傳,光.ppt,問題： 男孩的Y染色體來自父親還是母親? 男孩的X染色體來自父親還是母親? 人類子代性別由哪一方決定? 一對夫婦已生一個兒子，理論上，下一胎會生出兒子的機率有多少?,【活動8-2】 人類性別的遺傳,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。,【第四節】 突 變,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(表一)。 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。,【第五節】 人類的遺傳,表一、人類單對基因遺傳的實例,1,14,【第五節】 人類的遺傳,【第五節】 人類的遺傳,【第五節】 人類的遺傳,【第五節】 人類的遺傳,目的： 人的身材有高有矮、膚色有深或淺，碗豆種子的形狀有圓或皺。人的身高、膚色，以及碗豆種子的形狀等叫做性狀。人體的性狀不下千百種。本活動選擇九種性狀，各人自行檢查，然後全班同學將檢查結果互相比較，分析全班中這九種性狀完全一樣的有幾人，以了解個體間性狀的差異。 器材： 1.鏡子1面2.白紙1張 步驟： 一、檢查下列九種性狀，並分別記錄在紀錄簿上。 耳垂大部分人的耳垂和面頰分離，也有的人耳垂緊貼面頰。利用鏡子或請同學 協助，檢查自己的耳垂位置，記錄分離或緊貼。 舌有的人舌的兩側會上捲曲成U形，有的人則否。試試看自己的舌能否捲曲， 記錄捲或不捲。 美人尖有的人前額中央的頭髮向前突出，呈一尖角叫做美人尖。檢查自己是否有 美人尖，記錄有或無。 拇指有的人拇指可以向指背面彎曲，彎曲程度可以有差異;有的人則不會向指 背面彎曲。試試看，拇指會不會向指背彎曲，記錄不會彎或會彎 食指在白紙上畫一條橫線，將手放在紙上，無名指(第四指)正好在橫線下方。 比較食指比無名指長或短，並記錄較長或較短。 手指嵌合當左右手指嵌合時，有的人左手的拇指在上，有的人右手拇指在上。做做 看，結果怎樣?記錄左或右。 上眼瞼有的人上眼瞼的皮膚有一褶皺，是為雙眼皮;有的人沒有褶破，是為單眼皮。 檢查自己是雙眼皮或單眼皮，並記錄雙或單。 酒窩有些人笑的時侯，面頰上會顯現酒窩，看看自己有無酒窩，再記錄有或無。,【活動8-3】個體間的比較,目的：色覺一般的人能看出圖8-17有29兩個數字，但有的人則看成70(若是如此，則可能患紅綠色盲)。記錄29或70。 二、檢查完畢，由教師指導全班同學站起，並請班長逐項報出自己檢查的結果。 三、班長報告:下列九種性狀的前者為顯性，括弧中者為隱性) 耳垂-分離(或緊貼)。耳垂特徵和班長不一樣者坐下。 舌-捲(或不捲)。此時還站立的同學中，舌的特徵和班長不一樣者坐下。 美人尖-有(或無)。此時還站立的同學申，美人尖的有無和班長不一樣者坐下。 拇指-不會彎(或會彎)。此時還站立的同學中，這一特徵和班長不同者坐下。 食指-較長(或較短)。此時還站立的同學中，這一性狀和班長不一樣者坐下。 手指嵌合-左手拇指在上(或右手拇指在上)。此時還站立的同學中，和班長不一樣者坐下。 上眼瞼-雙眼皮(或單眼皮)。此時還站立的同學中，和班長不一樣者坐下。 酒窩-有酒窩(或無酒窩)。此時還站立的同學中，這一性狀和班長不一樣者坐下。 四、數數看，最後和班長一起站立的 事同學有多少？,【活動8-3】個體間的比較,目的： 血型是屬於單對基因遺傳，不過控制血型的基因則有三種:IA、IB及i，其中IA和IB對i為顯性。本活動用彈珠或其它的替代用品(塑膠、壓克力、鈕扣等)代表控制血型的基因，並設計實驗，彈珠的黑白顏色，分別代表基因IA和IB，透明則代表基因i，藉以了解血型有A、B、AB和O四種以及血型遺傳的控制。 器材： 1.黑色彈珠12粒2.白色彈珠 12粒3.透明彈珠 24粒4.牛皮紙袋(或其他容器以盛放彈珠)1個 步驟：第一部份 : 將黑色、白色和透明彈珠放入紙袋，並充份混合，紙袋代表人類血型基因的大本營。黑彈珠代表控制血型的IA基因，白彈珠代表控制血型的IB基因，透明彈珠代表控制血型的i基因。 若從紙袋內隨意取出兩顆彈珠，顏色的組合可能為黑黑、黑白、白白、黑和透明、白和透明、透明和透明等六種情形。彈珠的組合代表個人的血型基因組合。請將各種彈珠的組合及它所代表的基因型與血型填於紀錄簿中。 兩人一組，每位同學從紙袋內取出兩顆彈珠，記錄彈珠的顏色以及代表的血型。假設此兩種血型成立家庭進行婚配，預估子代血型基因的組合和血型，並填於紀錄簿中。 完成記錄的組別，把各組親代及子代的的基因組合及血型寫在黑板上，如果有與黑板的記錄不同的組別，就可以繼續登記在黑板上。各組將與自己的結果不同者，選擇至少四組數據記錄於紀錄簿中。,【活動8-4】血型的遺傳,第二部份： 譜系圖可以明白表示一家族的性別及性狀，譜系圖中以 代表男性， 代表女性， 性狀可以圖樣或文字表示， 以林曉明的家族做一代表來研究血型的遺傳。 林曉明家中每一成員的血型如下面的譜系目所示，試分析他們的基因型。,【活動8-4】血型的遺傳,代表男性，代表女性， 林曉明家家族譜系圖如下，試分析林曉明全家族的基因型。,【活動8-4】血型的遺傳,問題： 如果王太太在醫院生產後，抱回一個可愛的小孩，但是不久有人找上門說小孩是他們的，如果王氏夫妻的血型分別為A和B型，而小孩的血型為O型，對方李氏夫妻則分別為A和AB裡，試分析誰才是小孩其正的父母? 父母血型相同，是否能生出血型不同的子代?舉例證明自己的觀點。,【活動8-4】血型的遺傳,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