???? Solomon by 9Q1057zw

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									  第十三章 遺 傳
13-1   什麼是染色體學說?

13-2   染色體怎樣發生變異?

13-3 什麼是聯鎖與互換?

13-4   性別與遺傳的關係如何?

13-5 什麼叫做多基因遺傳?

13-6   什麼叫做族群遺傳?
                     回總目錄
什麼是染色體學說?


染色體學說的內涵
孟德爾遺傳定律的染色體基礎
染色體的構造與數目
性染色體與體染色體有何不同?
    染色體學說的內涵

1. 1902年,洒吞和巴夫來提出遺傳的染
   色體學說
2. 內涵:
 (1)遺傳的單位-基因,位在染色體上
 (2)二倍體 2n 細胞中,染色體和對偶
    基因成對存在
   染色體學說的內涵
(3)減數分裂時
  同源染色體和對偶基因皆各自分離
  符合孟德爾的分離律
  非同源染色體有自由組合的現象
  符合孟德爾的自由配合律
(4)受精作用使合子又成為二倍體
(5)染色體變異會影響個體的外表型態
孟德爾遺傳定律的染色體基礎


  1. 分離律的染色體基礎

  2. 自由配合律的染色體基礎
 染色體的構造與數目
1. 有絲分裂中期染色體的外形:
   (1)染色分體
   (2)中心節:兩染色分體連接處
   (3)著絲點: 在中心節側面
            與紡錘絲微管相連
2. 染色體的數目:
   (1)因物種而異
   (2)與演化的高、低等級無關
     染色體的構造與數目

3. 染色體的構造:
   (1)原核生物的1個染色體由1個DNA分子組成
   (2)真核生物的染色體由DNA和蛋白質組成
   (3)核體:
       是染色體的構造單位
       包含:8個組織蛋白和140個鹼基對
         纏繞         纏繞
    成串核體      染色質        染色體
性染色體與體染色體有何不同?
1. 性染色體決定性別,體染色體與性別無關
2. 果蠅的染色體:
 (1)體染色體:第2~第4對
 (2)性染色體:第1對
     :XX     :XY
     產生X精子或Y精子
     只產生一種卵子X
    子代的性染色體型由精子決定
染色體怎樣發生變異?



  染色體數目的改變
  染色體構造的改變
    染色體數目的改變
1. 包括整倍體與非整倍體兩類
2. 整倍體:染色體套數改變
   (1)正常:二倍體
   (2)變異:單倍體、三倍體……多倍體
   (3)多倍體多見於植物
       開花植物約有50%為多倍體
       多倍體植物通常較茁壯
       例如:無子西瓜為三倍體
 染色體數目的改變

3. 非整倍體:染色體個數改變
 (1)單染色體生物:
   某對染色體少了一個
   染色體數目為2n-1
 (2)三染色體生物:
   某對染色體多了一個
   染色體數目為2n+1
  染色體數目的改變


4. 造成染色體數目改變的原因:
   染色體的無分離
 (1)第一減數分裂的無分離現象
 (2)第二減數分裂的無分離現象
第一或第二減數分裂時發生無分離
     染色體數目的改變
5. 因染色體數目改變而造成的疾病:
   (1)唐氏症:
       患者的第21對染色體多了一個
       三染色體生物
   (2)透納症:
       患者的性染色體只有一個X染色體
       外生殖器為女性生殖器
       內生殖器不成熟(子宮小、可能無卵巢)
       單染色體生物
   染色體數目的改變

(3)克林費爾脫症:
  患者的性染色體有三個:XXY
  患者為男性,但睪丸小,乳房似女性
  三染色體生物
    染色體構造的改變
1. 染色體構造的改變可分為四類:
   (1)缺失:
       喪失部分的染色體
       基因缺失
       貓叫症:患者第五對染色體發生缺失
   (2)倒位:
       染色體的某一小段位置顛倒
       基因排列順序改變
       對個體表型少有影響
       減數分裂時,部分配子不能存活
  染色體構造的改變
(3)易位:
    兩對染色體中互換部分染色體
    基因排列順序改變
    對個體表型少有影響
    減數分裂時部分配子不能存活
(4)重複:
    染色體部分倍增
    基因數增加
    可加強性狀的表現
什麼是聯鎖與互換?


聯鎖與互換的發現
染色體互換產生基因重組
依據重組率描繪基因圖
 聯鎖與互換的發現

1. 染色體的聯鎖現象:
 (1)聯鎖群:位於同一染色體上
    的基因
 (2)聯鎖群基因不遵守孟德爾的
    自由配合
    聯鎖與互換的發現

2. 聯鎖與互換的發現:
   (1)發現者:莫甘
   (2)研究材料:果蠅
   (3)實驗:
       F1做試交:(VvBbvvbb)
       結果不符合自由配合律
   (4)結論:F1產生配子時涉及聯鎖和互換
染色體互換產生基因重組

1. 互換:
 (1) 發生於減數分裂同源染色體聯會
    (配對)時
    兩同源染色體在相同部位斷裂
    彼此交換此段斷裂的染色體
染色體互換產生基因重組
  染色體互換產生基因重組

(2) 造成基因重組


      基因重組配子的形成
   染色體互換產生基因重組


          基因重組型子代數目
重組率(互換率)=  全部子代數目 100%
試交實驗的子代中數目少的即為基因重組型
基因重組率的計算
    依照重組率描繪基因圖

1. 史脫文依照基因重組率建造基因圖
   (1)兩個基因相距愈遠,發生互換的可能性愈高
   (2)以1%重組率為一個圖單位
       基因間的距離以圖單位來表示
       一個圖單位為一個分莫甘
   (3)根據實驗資料,畫出基因圖
       基因圖又稱為染色體圖
       由基因圖可知基因的排列順序與距離
    依照重組率描繪基因圖

2. 根據此染色體圖,試問:
 (1)長觸角芒與灰身基因
    相距48.5分莫甘
 (2)灰身與正常翅基因相
    距18.5分莫甘
性別與遺傳的關係如何?


  性別是怎樣決定的?
  什麼叫做性聯遺傳?
  人類的性聯遺傳
  性別是怎樣決定的?
1. 動物的性別,通常由性染色體決定
 (1)可分三型:
   X-Y型
   X-O型
   Z-W型
 (2)性染色體上亦具有非控制性別的基因
 (3)性染色體上的基因稱為性聯基因
性別是怎樣決定的?

2. X-Y型:
 (1) :XX   :XY
 (2)雄性的精子有2種
 (3)例如:人類、果蠅和多數
    雌雄異體的動物
 性別是怎樣決定的?
3. X-O型:
 (1) :XX    :XO
 (2)雌性比雄性多一個性染色體
 (3)雄性精子有兩種
     一種含一個X染色體
     一種無性染色體
 (4)例如:蚱蜢
性別是怎樣決定的?


4. Z-W型:
 (1) :ZW   :ZZ
 (2)雌性的卵有2種
 (3)例如:蝶、蛾、鳥類
   性別是怎樣決定的?

5. 缺乏性染色體的動物,性別如何決定?
 (1)單倍體為雄性:
  由未受精的卵,直接發育而來
 (2)二倍體為雌性:
  由受精卵發育而來
 (3)例如:蜜蜂、螞蟻
    什麼叫做性聯遺傳?
1. 莫甘發現果蠅眼色與性染色體有關
   (1)實驗:親代:純品系紅眼白眼
                    
              F1:全為紅眼
                    
                 F1自交
                    
           3 紅眼, 1 白眼(全為 )
      F2 : 4      4
   (2)因為F2的白眼皆為雄性,與孟德爾遺
      傳法則不符,所以認為眼色基因在X
      染色體上
什麼叫做性聯遺傳
  什麼叫做性聯遺傳?
2. 莫甘證實果蠅眼色基因位於X染色體
   實驗:親代:白眼  紅眼
            
    F1: (紅眼), (白眼)
            
          F1自交
            
   F2: 、 各有 21 紅眼, 1 白眼
                   2
什麼叫做性聯遺傳
   人類的性聯遺傳

1. 人類的X染色體含有五十多個基因
 (1)常見的性聯遺傳疾病:
   X染色體上的隱性基因表現
   例如:紅綠色盲、血友病……
 (2)遺傳方式和果蠅的性聯遺傳相同
人類紅綠色盲的遺傳
     人類的性聯遺傳

2. 紅綠色盲:
 (1)患者無法分辨紅、綠,皆看成灰色
 (2)譜系圖的分析
    色盲在男性較多
    男性的色盲基因來自母親
    女性的色盲基因來自父、母雙方
色盲遺傳的譜系圖
一個假設的血友病家族譜系圖
     什麼叫做多基因遺傳?

1. 多基因遺傳:
   (1)定義:一個性狀由二對或二對以上的對偶基因
      所控制的遺傳方式
   (2)特徵:
       每個基因具有相同的影響力,且具有累加作用
       又稱為「量的遺傳」 在族群中呈常態分布
   (3)例如:
       人的身高、膚色、智商 植物果實的重量
       乳牛的產乳量
  什麼叫做多基因遺傳?

2. 人的膚色:
 (1)涉及三對基因的控制:
    顯性基因愈多,膚色愈深
    三種基因對膚色的影響是相同的
    可決定7種外表型
    什麼叫做多基因遺傳?
(2)機率問題:
   中間膚色的一對夫婦(AaBbCcAaBbCc)
    欲生一個和父母同為中間膚色的孩子,機
    率為多少?
     和父母同膚色, 有三個顯性基因
   

    全部的情況:2  2  2  2  2  2=64
                         6!
    三個顯性的情況:C3 = 6
                               =20
                     (6  3)! 
                             3!
    機率為 20
        64
     什麼叫做多基因遺傳?

這對夫婦所生的孩子,基因型有幾種可能?
   Aa  Aa有3種基因型
    Bb  Bb 有3種基因型
    Cc  Cc 有3種基因型
有3  3  3=27種基因型
  什麼叫做族群遺傳?


1. 「族群遺傳」所研究的對象,是一
   個族群的遺傳架構
 (1)族群,是指同一時間、同一空間
    的同一種生物
 (2)族群的成員彼此間可隨機交配
    什麼叫做族群遺傳?

2. 基因庫:
   (1)定義:一個族群的所有個體的所有基因,
      也就是一個族群的「基因組成」
   (2)基因庫內的基因,可分為兩種:
       隨機交配的基因-例如:血型
       不隨機交配的基因-例如:身高、
       膚色等
   (3)在隨機交配下,基因庫的組成不會改變
 什麼叫做族群遺傳?
3. 哈地-溫伯格法則:
 (1)由哈地(G. Hardy)和溫伯格
    (W.Weinberg)所提出:
    用來說明基因庫不會改變
    推測基因庫中基因型的頻率
 (2)假設前提:
    不受外在因子擾亂
    隨機交配
  什麼叫做族群遺傳?
(3)內容:
    假設一族群中的兩個對偶基因A和a,
    是隨機交配的
    若已知:
     A在族群中出現的頻率為p
     a在族群中出現的頻率為q
    則p+g=1
     AA基因型的出現頻率為p2
     Aa基因型的出現頻率為2pq
     aa基因型的出現頻率為q2
    什麼叫做族群遺傳?

4. 哈溫法則實例演算:
   (1)白化症:
       白化症就是白子,不同種族的人
   (黃種人、白種人、黑種人等)都    有
   可能發生
       因為缺乏酪胺酸 ,使皮膚、頭髮、
       眼睛不能形成黑色素
       是一種體染色體隱性的遺傳疾病
  什麼叫做族群遺傳?
已知大約每2萬個新生兒中,就會出現
一個同型隱性合子(aa),由此
可推算基因攜帶者(Aa)的頻率
因為aa頻率為q2= 1
              2000
所以q= 1 = 141  1
      2000
p=1- 141 = 140
        1
            141
故基因攜帶者(Aa)的頻率
為2pq=2 140  1 = 1
        141 141    70
  什麼叫做族群遺傳?

(2)苯酮尿症(PKU):
  是一種體染色體隱性的遺傳疾病
  患者缺少使苯丙胺酸變為酪胺酸
  的酵素苯丙胺酸或轉變為苯丙
  酮酸累積在血液和組織中或隨
  尿液排出
  苯丙酮酸會傷害神經組織的機能
  ,使患者有愚呆的症狀
    什麼叫做族群遺傳?
已知美國人中,每一萬人就有1人患病
(aa),由此推算約有多少%的美國人
為PKU基因攜帶者?
           2= 1
 aa的頻率=q 10000

q= 1
     100
       99
 p= 100
 故基因攜帶者的頻率為
 2  99  1 = 198 ≒ 2%
    100 100 10000
  什麼叫做族群遺傳?
5. 哈溫法則所描述的族群:
   (1)無外在因子擾亂
   (2)隨機交配
   (3)族群將達到遺傳平衡:
       無突變發生
       族群無限大
       所有基因型具有相等的生殖力
   和交配力(即隨機交配)
       不進行演化的族群
 生物(下)總目錄
第八章    激素與協調作用
第九章    神經系統與行為
第十章    生物對外界刺激的感應
第十一章    人類的防禦系統
第十二章    主宰生命奧秘的分子
第十三章    遺傳
第十四章    演化
孟德爾分離律的染色體基礎




               BACK
孟德爾自由配合律的染色體基礎




                 BACK
                              染色體的外形




資料來源:Solomon, E. P. and
L. R. Berg. 1995. Biology.
Sauders College Publishing,
p.191, Fig.10-4                        BACK
                         染色體的構造




資料來源:Solomon,
E. P. and L. R. Berg.
1995. Biology. Sauders
College Publishing,
p.249, Fig.13-9                   BACK
多倍體




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染色體構造改變-缺失




             BACK
染色體構造改變-倒位




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染色體構造改變-易位




             BACK
染色體構造改變-重複




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聯鎖與互換




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動物性別決定的類型-XY型




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動物性別決定的類型-XO型




                BACK
動物性別決定的類型-ZW型




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動物性別決定的類型
單倍體-二倍體型




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常態分布曲線




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    外表型               基因型             基因型數
最黑(6個顯性)     AABBCC                    1
次黑(5個顯性)     AaBBCC、AABbCC、AABBCc      3
          aaBBCC、 AAbbCC 、AABBcc、
再次黑(4個顯性)                              6
          AaBbCC、 AABbCc、 AaBBCc
          AABbcc、 AAbbCc、 AaBBcc、
中間色(3個顯性) AaBbCc、 AabbCC、 aaBBCc、      7
          aaBbCC
          AAbbcc 、aaBBcc、 aabbCC、
再次白(2個顯性)                              6
          AaBbcc、 aaBbCc、 AabbCc
次白(1個顯性)     Aabbcc、 aaBbcc、 aabbCc    3
最白(0個顯性)     aabbcc                    1
                                           BACK

								
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