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國民中學 自然與生活科技 第二冊. 第 4 章 遺傳. 4-1. 基因與遺傳. 4-2. 遺傳法則. 4-3. 人類的遺傳. 4-4. 白化個體是怎麼產生的. 4-5. 生物技術的應用. 第 4 章 遺傳. 4-1. 基因與遺傳. 猜一猜,照片中,哪一個小朋友是右邊這對夫婦的小孩呢?你可能會回答:「後排右邊那一個。」理由是因為他們長得很像。想一想,自己是不是也有某些部分長得像爸爸或像媽媽呢?. 第 4 章 遺傳. 4-1. 基因與遺傳. 人類的相貌或膚色、豌豆莖的高矮或種子的顏色等,都是生物顯現的特徵,稱為 性狀 。
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國民中學 自然與生活科技 第二冊 第4章 遺傳 4-1 基因與遺傳 4-2 遺傳法則 4-3 人類的遺傳 4-4 白化個體是怎麼產生的 4-5 生物技術的應用
第4章 遺傳 4-1 基因與遺傳 猜一猜,照片中,哪一個小朋友是右邊這對夫婦的小孩呢?你可能會回答:「後排右邊那一個。」理由是因為他們長得很像。想一想,自己是不是也有某些部分長得像爸爸或像媽媽呢?
第4章 遺傳 4-1 基因與遺傳 • 人類的相貌或膚色、豌豆莖的高矮或種子的顏色等,都是生物顯現的特徵,稱為性狀。 • 這種由親代經生殖作用將性狀傳給子代的現象,稱為遺傳。 • 生物的性狀則是由基因所控制。
第4章 遺傳 4-1 基因與遺傳 染色體內控制遺傳的物質稱為DNA,DNA上控制某一種性狀的片段,稱為基因。每一條染色體上有許多不同的基因,分別控制不同的性狀。 基因
第4章 遺傳 4-1 基因與遺傳 細胞內的染色體是成對存在的,稱為同源染色體,控制某一性狀的基因也會成對,並位於同源染色體上的相對位置。 同色橫帶表示控制同一性狀的基因
第4章 遺傳 第4章 遺傳 4-1 基因與遺傳 生物行減數分裂產生配子時,成對的同源染色體會互相分離,而位於同源染色體上的各對基因也隨染色體分離到配子中。因此精子和卵中都只有成對基因中的一個。當配子結合後,基因又成為成對的狀態 減數分裂 受精作用 一對基因 一個基因 減數分裂 一對基因
第4章 遺傳 4-2 遺傳法則 最早發現遺傳法則的是奧地利神父孟德爾(Gregor Mendel,西元1822~1884年)。他在修道院的庭院種植豌豆,進行遺傳實驗與分析,歸納出遺傳法則,孟德爾因此被尊稱為遺傳學之父。
第4章 遺傳 4-2 遺傳法則 孟德爾認為豌豆的每一種性狀,是由一對基因所決定。 例如豌豆種子的顏色有黃色和綠色,而影響豌豆種子顏色的基因有兩種形式,一種為顯性,使種子呈現黃色,用大寫英文字母Y表示;另一種為隱性,使種子呈現綠色,用小寫英文字母y表示
第4章 遺傳 4-2 遺傳法則 成對基因中,同時存在顯性和隱性基因時,只有顯性基因控制的性狀才會顯現。成對基因與種子顏色性狀的關係如下: YY 黃色種子 Yy 黃色種子 yy 綠色種子
第4章 遺傳 4-2 遺傳法則 兩個來自親代的基因組合後:YY或Yy或yy,稱為基因型;豌豆表現出來的遺傳性狀:黃色種子或綠色種子,則稱為表現型。
第4章 遺傳 4-2 遺傳法則 豌豆莖的高矮也是由成對的基因所控制。高莖約260公分,由顯性基因(T)控制;矮莖約30公分,由隱性基因(t)控制。孟德爾將高莖豌豆(TT)和矮莖豌豆(tt)交配,進行遺傳實驗 高莖豌豆(TT) 矮莖豌豆(tt)
第4章 遺傳 4-2 遺傳法則 X (交配) 形成配子時,成對的基因會分離到不同配子中。 成對基因Tt會表現顯性性狀,所以第一子代都是高莖。 高莖豌豆(TT) 矮莖豌豆(tt) T t 高莖豌豆(Tt)
第4章 遺傳 4-2 遺傳法則 X (交配) 第一子代(Tt)可以產生兩種配子 第二子代有高莖,也有矮莖。 基因型 TT:Tt:tt=1:2:1 表現型 高莖:矮莖=3:1 高莖豌豆(Tt) 高莖豌豆(Tt) T t T t TT Tt Tt tt
第4章 遺傳 4-2 遺傳法則 以棋盤方格法,可以推算遺傳實驗的結果。例如將基因型皆為Tt的高莖豌豆進行交配。雄蕊的精細胞所含基因為T或t,分別填入棋盤格的上列兩格中;雌蕊的卵所含基因為T或t,分別填入棋盤格的左欄兩格中:
第4章 遺傳 4-2 遺傳法則 將精細胞和卵的基因進行組合。組合後的子代基因型有三種:TT、Tt和tt,比例為1:2:1。表現型有兩種:高莖(顯性)和矮莖(隱性),高莖的基因型為TT和Tt,矮莖的基因型為tt,高莖和矮莖的比例為3:1。
第4章 遺傳 4-2 遺傳法則 除了豌豆種子的顏色外,孟德爾還以豌豆的花色、豆莢形狀等性狀作實驗,都獲得相同的結果。後來科學家陸續進行的遺傳實驗,發現天竺鼠的毛色遺傳、人類耳垂位置的遺傳等,也符合孟德爾的遺傳法則。
第4章 遺傳 4-2 遺傳法則 動腦時間 假設天竺鼠控制毛色的基因中,黑色(B)為顯性,棕色(b)為隱性。 1.如果黑色的雌、雄天竺鼠進行交配,會不會生出棕色的子代?為什麼? 2.如果黑色和棕色天竺鼠交配(Bb×bb),子代的毛色有幾種情形?其比例為多少?
第4章 遺傳 4-3 人類的遺傳 在班上,有人覺得你和誰長得像嗎?是眼睛像、鼻子像,還是其他地方像?人類細胞除了精子和卵外,都有46條(23對)染色體,每條染色體上都有許多基因,分別決定各種性狀。
第4章 遺傳 4-3 人類的遺傳 人類的A、B、O血型,由IA、 IB和i三種基因所控制,IA和IB為顯性基因,而i為隱性基因,但在細胞中,控制A、B、O血型的基因只有兩個,因此可能由IA、 IB和i三個基因中的兩個互相組合,組合後基因型和表現型的關係如下表所示。
第4章 遺傳 4-3 人類的遺傳 當顯性基因與隱性基因組合時,只有顯性基因控制的性狀會顯現出來,例如上表中的IA i組合時,表現型為A型。如果是IA IB兩個顯性基因組合時,兩個顯性基因控制的性狀會同時顯現出來,表現型為AB型。
第4章 遺傳 4-3 人類的遺傳 A、B、O血型的遺傳也符合孟德爾的遺傳法則。例如一對血型均為B型的夫婦,如果基因型都是IB i,則所生的子女血型如下面棋盤方格所示。所生子女基因型可能為IB IB、 IB i、ii,比例接近1:2:1;其表現型則可能為B型或O型,比例接近3:1。
第4章 遺傳 4-3 人類的遺傳 動腦時間 血型為A型和B型的夫婦,可能生出O型的小孩嗎?為什麼? 提示:A型可以是IA i或 IA i IA i
第4章 遺傳 4-3 人類的遺傳 人類細胞內有23對染色體,其中第23對能決定個體的性別,稱為性染色體。女性的性染色體為XX,男性的性染色體為XY,其餘22對染色體稱為體染色體。 女性xx 男性xy
第4章 遺傳 4-3 人類的遺傳 減數分裂時,精子中的性染色體有兩種形式,一種為X,另一種為Y;而卵只有一種形式X。如果卵和有X染色體的精子結合,便生下女孩;如果卵和有Y染色體的精子結合,便生下男孩。
第4章 遺傳 4-3 人類的遺傳 人類性別決定 母親 女孩 受精 減數分裂 男孩 父親
第4章 遺傳 4-4 白化個體是怎麼產生的 端午節時最膾炙人口的該是白蛇傳的故事了。在真實的生物世界裡,白蛇是白化症的一種例子,白化症是基因發生突變後所造成的遺傳疾病。
第4章 遺傳 4-4 白化個體是怎麼產生的 遺傳物質發生改變,而影響到性狀的表現,稱為突變,當生殖細胞中顯性的正常膚色基因突變,成為白化隱性基因,傳給下一代;子代個體中只帶有一個白化隱性基因,不會表現出白化的性狀,但是當兩個白化症隱性基因配對在一起時,生物體便會表現出白化症。 a為隱性基因, aa為白化症
第4章 遺傳 4-4 白化個體是怎麼產生的 法律上禁止近親(例如表兄妹)結婚,便是顧慮隱性的突變基因有較大的機會組合在一起,而表現出不利個體生存的突變性狀。人類有些疾病是基因發生突變後所造成的遺傳疾病,例如白化症、血友病或紅綠色盲等;然而像是唐氏症則是因染色體數目異常所造成的疾病。
第4章 遺傳 4-4 白化個體是怎麼產生的 知識快遞 唐氏症小孩的智力通常不足、反應較遲鈍、器官無法完整發育。據統計,孕婦的年齡越高,產下唐氏症嬰兒的比例也越高,例如34歲的孕婦產下唐氏症嬰兒的機率是1/379,而45歲的孕婦機率會增至1/22。
第4章 遺傳 4-4 白化個體是怎麼產生的 下圖是測定色盲的圖片,正常人看到的數字是29,如果看成70則可能患有紅綠色盲。
第4章 遺傳 4-4 白化個體是怎麼產生的 在自然情況下,基因本身便會發生突變,不過機率非常低。當基因接觸到某些物理因子(例如紫外線、放射線和X光)或化學物質(例如亞硝酸鹽、某些防腐劑和染劑)時,會使突變發生的機率增加。 知識快遞 原子彈爆炸所產生的放射線,容易導致生物細胞內的基因發生突變。二次世界大戰時,日本的廣島曾遭受原子彈襲擊,之後的研究報告顯示,日本 廣島居民在1950~1970年間,罹患血癌的機率較日本全國平均高出約十倍之多。
第4章 遺傳 4-4 白化個體是怎麼產生的 目前各大醫院中,大都設有遺傳諮詢或優生保健門診,民眾可以從遺傳諮詢中,了解生出帶有遺傳性疾病嬰兒的機率有多少,以作為將來生育的參考,尤其是有遺傳性疾病史的家族,更應到醫院接受遺傳諮詢門診。
第4章 遺傳 4-4 白化個體是怎麼產生的 懷孕的婦女應定期接受產前健康檢查;另外透過新生兒篩檢,也可盡早發現新生兒是否有先天性遺傳疾病,及早治療或改變飲食習慣和生活方式,使疾病傷害減到最低程度。 動腦時間 一對沒有遺傳疾病的夫婦,是否可能產下患有遺傳疾病(例如白化症)的小孩?為什麼?
第4章 遺傳 4-5 生物技術的應用 當糖尿病人因胰島素分泌過少時,使得血糖過高,需要注射胰島素,使血糖維持正常。這些醫療用的胰島素是從哪裡取得的呢? 過去:從豬、牛等動物的胰臟萃取 -產量少、價格高 現在:利用生物技術將使細菌生產胰島素 -純度高、療效佳
第4章 遺傳 4-4 生物技術的應用 知識快遞 「基因轉殖」是指將不同生物來源的基因放入另一生物體內,使其表現出來源基因的性狀。 細菌的DNA 人類製造胰島素的基因 將人類製造胰島素的基因轉殖到細菌體內 經過基因轉殖的細菌,可生產胰島素
第4章 遺傳 4-4 生物技術的應用 基因轉殖技術的應用廣泛,除了醫療上可大量製造激素和疫苗外,農業上也可將抗蟲基因殖入植物細胞內,使植物可以抗蟲害以減少農藥的噴灑;另外畜牧業上,也可利用基因轉殖的方法,使牛、羊生長快速、提高乳汁品質及產量等。 左邊是轉殖後的抗病木瓜
第4章 遺傳 4-4 生物技術的應用 右邊是經過基因轉殖後的大木瓜
第4章 遺傳 4-4 生物技術的應用 轉殖綠螢光基因的螢光魚,具觀賞價值
第4章 遺傳 4-4 生物技術的應用 複製羊—桃莉(Dolly)誕生於西元1996年,研究人員從一隻白面母羊體內分離出乳腺細胞,取出細胞核,再從另一隻黑面母羊體內取出卵細胞,將卵細胞去除細胞核。之後,將去核的卵細胞與乳腺細胞的細胞核融合後,植入另一隻黑面母羊的子宮內。約經過150天的發育,小羊桃莉就誕生了。
第4章 遺傳 色盲 人類眼睛的網膜上有三種錐狀細胞,可以感測紅、綠、藍三種顏色。如果其中一種或兩種,甚至三種錐狀細胞功能變差,或失去功能,便會產生色弱或是色盲。 色盲有以下幾種類型:全色盲對於所有顏色皆無法分辨,就如同看黑白電影一般,只能分辨明暗;藍黃色盲則是對藍色及黃色無法分辨,這兩種色盲疾病皆較罕見;紅綠色盲對於紅色及綠色無法分辨,是最常見的色盲疾病。
第4章 遺傳 紅綠色盲的遺傳基因為隱性,位於X染色體上。女性有兩條X染色體,如只有其中一條染色體上含有色盲基因,並不會表現出病徵,卻能遺傳給後代;當兩條X染色體都有色盲基因時,才會出現色盲的病徵。男性只有一條X染色體,如果他的X染色體存有色盲基因的話,便會成為色盲。 色盲 正常 正常 正常 色盲
第4章 遺傳 選擇題 1.下列關於基因的敘述,何者錯誤? (A)決定性狀的成對基因分別來自父親及母親 (B)控制一性狀的成對基因,在形成配子時會互相分離 (C)每一條染色體上只包含一個基因 (D)任何基因都有可能突變,突變結果大都對個體有害
第4章 遺傳 選擇題 1. 下列關於基因的敘述,何者錯誤? (A)決定性狀的成對基因分別來自父親及母親 (B)控制一性狀的成對基因,在形成配子時會互相分離 (C)每一條染色體上只包含一個基因 (D)任何基因都有可能突變,突變結果大都對個體有害 每一條染色體上有許多不同的基因。
第4章 遺傳 選擇題 2. 如果母親生下男孩,則父親提供的精子應為哪一種形式? (A)22+XX (B)22+XY (C)22+X (D)22+Y
第4章 遺傳 選擇題 2. 如果母親生下男孩,則父親提供的精子應為哪一種形式? (A)22+XX (B)22+XY (C)22+X (D)22+Y
第4章 遺傳 選擇題 3. 下列關於人類血型遺傳的敘述,哪一項錯誤? (A)I I 的血型為AB型 (B)I i的血型為O型 (C) I 、I 皆為顯性基因 (D) i為隱性基因 A B A A B 未受精的雞蛋是一個卵細胞,含單套染色體。
第4章 遺傳 選擇題 3. 下列關於人類血型遺傳的敘述,哪一項錯誤? (A)I I 的血型為AB型 (B)I i的血型為O型 (C) I 、I 皆為顯性基因 (D) i為隱性基因 A B A A B I i的血型為A型。 A
第4章 遺傳 選擇題 • 一對夫婦有三個親生子女,血型分別為A型、B型和O型。則這對夫婦的基因型應為下列何者? • (A)I I ×I I • (B)I i×I I • (C)I I ×ii • (D)I i×I i A A B B A B B A B A B
第4章 遺傳 選擇題 • 一對夫婦有三個親生子女,血型分別為A型、B型和O型。則這對夫婦的基因型應為下列何者? • (A)I I ×I I • (B)I i×I I • (C)I I ×ii • (D)I i×I i A A B B A B B A B A B
第4章 遺傳 選擇題 5. 有一天竺鼠控制毛色的基因型為Bb,其中B為顯性基因,b為隱性基因,則下列敘述何者正確? (A)該天竺鼠可同時表現B基因和b基因的性狀 (B)該天竺鼠只會產生含有B基因的配子 (C)該天竺鼠的子代只會表現B基因所控制的性狀 (D)該天竺鼠的子代可能會表現b基因所控制的性狀