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BIOLOGICAL SCIENCES. 生物總複習. 2013/07/15. 第二單元 遺傳. 染色體 細胞分裂 遺傳法則 遺傳物質 基因轉殖及應用. 第二單元 遺傳. 染色體 細胞分裂 遺傳法則 遺傳物質 基因轉殖及應用. 染色質與染色體. 果蠅細胞內染色體數目. 姊妹染色體 複製染色體 染色分體 二分體. 同源染色體. 遺傳物質複製. 8 4 2. 8 4 2. ? 條染色體 ? 對染色體 ? 套染色體. ? 條染色體 ? 對染色體 ? 套染色體. 第二單元 遺傳. 染色體 細胞分裂 遺傳法則

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

BIOLOGICAL

SCIENCES

生物總複習

2013/07/15

slide2
第二單元 遺傳
  • 染色體
  • 細胞分裂
  • 遺傳法則
  • 遺傳物質
  • 基因轉殖及應用
slide3
第二單元 遺傳
  • 染色體
  • 細胞分裂
  • 遺傳法則
  • 遺傳物質
  • 基因轉殖及應用
slide5
果蠅細胞內染色體數目

姊妹染色體

複製染色體

染色分體

二分體

同源染色體

遺傳物質複製

8

4

2

8

4

2

? 條染色體

? 對染色體

? 套染色體

? 條染色體

? 對染色體

? 套染色體

slide6
第二單元 遺傳
  • 染色體
  • 細胞分裂
  • 遺傳法則
  • 遺傳物質
  • 基因轉殖及應用
slide7
細胞週期

已分化的細胞便不再進行細胞分裂例:腦內神經細胞

slide8
有關同源染色體的敘述,下列何者錯誤?

(A)是指細胞內成對的染色體 (B)兩同源染色體所帶的基因完全相同 (C)一個來自於父方,一個來自於母方 (D)成對的基因分別位於同源染色體的相對位置上。

ANS: (B)

slide9
有絲分裂的過程

中期

前期

末期

後期

slide13

減數分裂

同源染色體分離

複製染色體分離

slide14

減數分裂

前期 I

前期 II

中期 I

中期 II

後期 I

後期 II

末期 I

末期 II

slide18
第二單元 遺傳
  • 染色體
  • 細胞分裂
  • 遺傳法則
  • 遺傳物質
  • 基因轉殖及應用
slide19

柱頭

正面觀

花藥

花絲

子房

縱切面

孟德爾(遺傳學之父)

I love豌豆

slide21
豌豆作為遺傳實驗材料的優點
  • 容易栽植,生長期短(約二至三個月)。
  • 種子數目多
  • 有許多明顯可辨認的外表特徵
  • 雌雄同株,花型閉鎖,平時為自花受粉;做人工受粉時不易受污染,容易控制植株雜交的對象。
slide22

孟德爾的遺傳法則

一對因子的遺傳實驗-分離率

二對因子的遺傳實驗-自由配合率

slide23
遺傳相關名詞

等位基因:一種性狀由兩個遺傳因子所控制,分別以大寫(顯性) 和小寫(隱性)表示

基因型:個體內等位基因的組合

表現型:個體所呈現的遺傳特性

同型合子:兩等位基因相同的個體

異型合子:兩等位基因不同的個體

slide24

r

r

r

r

r

R

R

R

R

R

1/2

1/2

1/2

1/2

親代(P)

皺形種子

圓形種子

×

rr

RR

R:圓形種子基因 r:皺形種子基因

配子

圓形種子

Rr

第一子代(F1)

雌配子

雄配子

配子

1/2

1/2

1/2

1/2

1/4RR

1/4Rr

1/4Rr

1/4 rr

第二子代(F2)

1/4RR 1/2Rr 1/4rr

圓形種子

皺形種子

圓形種子

slide25
一對因子的遺傳實驗結論
  • 後人稱為「分離律」
  • 每一種遺傳性狀,係由一對遺傳因子所決定。
  • 形成配子時,成對的遺傳因子互相分離,以相同的機會進入每個配子中;即每個配子含有一對等位基因中的任一個。
  • 配子結合產生子代時,每個雄性配子可與任一個雌配子結合。所以子代分別從雙親遺傳到一個遺傳因子。
  • 顯性因子和隱性因子相遇時,會展現顯性的性狀。
dihybrid cross
兩對因子的雜交(dihybrid cross)

他選取種子外形為圓形、種子顏色為黃色的品種,與種子外形為皺皮、種子顏色為綠色的品種交配,結果F1 種子皆為圓形、黃色 。

slide27

×

親代(P)

第一子代(F1)

自交 ( F1 × F1 )

第二子代(F2)

32

數目

315

101

108

slide28

圓形:315 + 108 = 423

3.18 : 1

皺皮:101 + 32 = 133

黃色:315 + 101 = 416

2.97 : 1

綠色:108 + 32 = 140

slide29
推 論

兩對遺傳因子的分離組合是互相獨立,不會彼此干擾。

slide30

ry

ry

rY

Ry

RY

ry

rY

Ry

RY

RY

親代(P)

RRYY

rryy

R:圓形種子基因 r:皺形種子基因Y :黃色種子基因 y: 綠色種子基因

配子

第一子代(F1)

雌配子

雄配子

配子

1/4

1/4

1/4

1/4

1/4

1/4

1/4

1/4

slide31

1/4

1/4

1/4

1/4

ry

RY

Ry

rY

RY

ry

rY

Ry

1/4

1/4

1/4

1/4

RrYY

4/16

RrYy

1/16

RRYY

2/16

RRYy

2/16

1/16

RRyy

2/16

Rryy

rryy

1/16

rrYY

rrYy

1/16

2/16

(F2)

slide33

R

r

y

Y

自由分配率

形成配子時:

  • 一對基因的分離,不受其他基因分離的影響
  • 非等位基因間會互相組合至同一配子中

R

r

Y

y

形成配子

F1RrYy

Y

y

R

r

slide34
兩對因子雜交實驗結論

後人稱為「自由配合律」

形成配子時,每一對等位基因的分離是獨立的,不受其他基因的影響。

形成配子時,非等位基因可自由組合至同一配子中。

slide35
中間型遺傳

雜交

中間型性狀→

slide36

AABBCC:膚色最深

AaBbCc或AABbcc等:中間型

aabbcc:膚色最淺

多基因遺傳

人類膚色(或身高)的遺傳

  • 由三對以上等位基因控制(以A、a,B、b,C、c……表示)
  • 假設三對基因對性狀的影響相同
slide37
複對偶基因遺傳

IBIB

IAIB

IAi

IA、IB、i

slide38
ABO血型

依基因組合可分為四種表現型

當抗體遇到相對應的抗原時,會產生凝血的現象

slide39
人體染色體圖

體染色體

性染色體

slide40
人類的性染色體

男性:XY、女性:XX

Y染色體:決定性別(睪丸決定因子)

X染色體:帶有多種基因,發生 缺陷時易導致疾病,例:色盲、血友病、肌肉萎縮症

slide41
紅綠色盲家族圖譜

色盲男孩

正常男孩

色盲女孩

正常女孩

帶原女孩

slide44
問 題

具有色盲的男子,其父母是否色盲?

XCY

父親

母親

XCX、XCXC

XY、 XCY

正常、色盲

正常、色盲

slide45
具有色盲的女子,其父母是否色盲?

XC XC

父親

母親

XCX、XCXC

XCY

正常、色盲

色盲

slide46
具有色盲的男子與正常女子結婚,其子女是否會色盲?具有色盲的男子與正常女子結婚,其子女是否會色盲?

XC Y×XX

XC Y×XCX

slide47
具有色盲的女子與正常男子結婚,其子女是否會色盲?具有色盲的女子與正常男子結婚,其子女是否會色盲?

XC XC×XY

slide48

想一想

此為某小腦萎縮症家族的譜系圖,試問此小腦萎縮症基因的遺傳方式為何?

提示:

體染色體顯性?體染色體隱性?

性染色體顯性?性染色體隱性?

slide49

想一想

若為體染色體顯性?

X

AA or Aa

aa

aa

Aa

aa

aa

aa

aa

aa

aa

aa

Aa

slide50

想一想

若為體染色體隱性?

X

aa

AA or Aa

AA or Aa

aa

Aa

Aa

Aa

Aa

aa

Aa

AA or Aa

slide51

想一想

若為性染色體顯性?

X

XCXC or XCX

Xy

Xy

Xy

XX

XCX

XX

XX

Xy

XCy

Xy

XCX

Xy

XX

slide52

想一想

若為性染色體隱性?

XCXC

Xy

Xy

XCXC

slide53
99指考

下列有關人類血型的敘述,何者正確?

(A) 血漿中的A抗體是基因IA的表現型

(B) 紅血球表面的B抗原是基因IB的表現型

(C) 同時表現A、B抗原的AB型者為中間型遺傳

(D) 血型性狀由IA、IB、i等位基因控制,為多基因遺傳

ANS: (B)

slide54
99指考

下列有關人類血型的敘述,何者正確?

(A) 血漿中的A抗體是基因IA的表現型

(B) 紅血球表面的B抗原是基因IB的表現型

(C) 同時表現A、B抗原的AB型者為中間型遺傳

(D) 血型性狀由IA、IB、i等位基因控制,為多基因遺傳

ANS: (B)

slide55
下列哪些個體具有明確的基因型?

(A)血型O型的女生 (B)血型B型的男生 (C)未患色盲的女生 (D)未患色盲的男生 (E)患有色盲的男生

【答案】(A)(D)(E)。

slide56
下圖為人類某遺傳疾病之族譜。○代表女性,□代表男性,實心的●、■則代表遺傳疾病患者。下圖為人類某遺傳疾病之族譜。○代表女性,□代表男性,實心的●、■則代表遺傳疾病患者。

(1)此疾病的遺傳模式為何?

(A)隱性遺傳(B)顯性遺傳(C)性聯遺傳(D)半顯性遺傳(E)體染色體遺傳

(2)圖中哪些個體可確定是帶有該疾病基因的異型合子?

(A)II-2 (B)II-3 (C)III-1 (D)III-2 (E)III-3

【答案】(1)(B)(E) (2) (A)(C)(D)

slide57
一對夫妻,先生的血型為A型、太太為AB型,且兩人視覺均正常。他們所生的大兒子為A型血、患有色盲,小兒子為B型血、視覺正常。下列敘述何者正確?一對夫妻,先生的血型為A型、太太為AB型,且兩人視覺均正常。他們所生的大兒子為A型血、患有色盲,小兒子為B型血、視覺正常。下列敘述何者正確?

(A)先生的血型基因型為同型合子(B)太太的色覺基因型為異型合子(C)生出B型血、無色盲的女生,機率為1/8(D)生出AB型血、色盲的男生,機率為1/8 (E)其小孩之中,色盲者皆為男性、A型血

【答案】 (B)(C)

slide58
一對夫妻,先生的血型為A型、太太為AB型,且兩人視覺均正常。他們所生的大兒子為A型血、患有色盲,小兒子為B型血、視覺正常。下列敘述何者正確?一對夫妻,先生的血型為A型、太太為AB型,且兩人視覺均正常。他們所生的大兒子為A型血、患有色盲,小兒子為B型血、視覺正常。下列敘述何者正確?

(A)先生的血型基因型為同型合子(B)太太的色覺基因型為異型合子(C)生出B型血、無色盲的女生,機率為1/8(D)生出AB型血、色盲的男生,機率為1/8 (E)其小孩之中,色盲者皆為男性、A型血

【答案】 (B)(C)

♂ IAIA/IAi , XY♀ IAIB , XX/Xx

大♂ IAi , xY 小♂ IBi , XY

slide59
第二單元 遺傳
  • 染色體
  • 細胞分裂
  • 遺傳法則
  • 遺傳物質
  • 基因轉殖及應用
slide60
DNA的化學組成

基本單元:去氧核糖核苷酸

  • 去氧核糖
  • 含氮鹼基
    • 腺嘌呤(A)
    • 鳥嘌呤(G)
    • 胸腺嘧啶(T)
    • 胞嘧啶(C)
  • 磷酸根
slide61
核酸的化學組成

核酸由核苷酸分子組成

核苷酸由 五碳糖

磷酸根

含氮鹼基

組成

含氮鹼基

O

5’

P

O

-O

CH2

O

O-

1’

4’

2’

3’

slide62
核苷酸的基本構造

DNA:磷酸根 + 去氧核糖+ A、T、C、G,為雙股

RNA:磷酸根 + 核糖+ A、U、C、G,為單股

slide63

核苷酸鏈

主幹

含氮鹼基

DNA立體結構

雙股螺旋

slide64

主幹

含氮鹼基

A

T

C

G

G

C

磷酸

A

T

去氧核糖

氫鍵

slide65

5’

5’

5’

5’

5’

3’

3’

3’

3’

3’

複製

3’

3’

3’

3’

3’

5’

5’

5’

5’

5’

DNA的複製

半保留複製

slide67
遺傳密碼

密碼1

密碼2

密碼3

密碼4

密碼5

密碼6

DNA

胺基酸1

胺基酸2

胺基酸3

胺基酸4

胺基酸5

胺基酸6

slide68

RNA

遺傳密碼

5’- C T G A A G A C T C A C T G G G A G-3’

白胺酸

(Leu)

離胺酸

(Lys)

穌胺酸

(Thr)

色胺酸

(Trp)

組胺酸

(His)

麩胺酸

(Glu)

genetic code codon anti codon
遺傳密碼(genetic code)密碼子(codon)補密碼(anti-codon)
slide70
每三個核苷酸序列構成一組遺傳密碼,理論上可以形成多少組密碼?每三個核苷酸序列構成一組遺傳密碼,理論上可以形成多少組密碼?
  • 43 = 64 組

若每一組密碼對應一種胺基酸,則不同的密碼是否可以對應相同的胺基酸?

slide71
中心法則

分子生物學的中心法則(central dogma of molecular biology)

細胞核

細胞質

DNA 上的基因

蛋白質

mRNA

轉錄

轉譯

slide72

5’

3’

T

G

G

C

A

C

A

G

T

G

A

A

G

A

C

U

G

G

C

A

C

密碼子

A

G

U

G

A

A

G

A

C

核苷酸

三聯體

轉 錄

RNA聚合酶

密碼股

mRNA

5’

3’

A

C

C

G

T

G

T

C

A

C

T

T

C

T

G

DNA

5’

3’

模板股

轉譯

《真核細胞於細胞核中進行》

slide73
RNA的種類

傳訊RNA(mRNA):作為蛋白質轉譯的模板其上具有密碼子

轉送RNA(tRNA):攜帶胺基酸,參與蛋白質的轉譯

核糖體RNA(rRNA):與蛋白質結合,組成核糖體,作為蛋白質合成(轉譯)的場所

slide74
轉 譯
  • 在細胞質內進行
  • 核糖體附著在 mRNA上
  • 依照 mRNA上的密碼,由細胞質中的tRNA攜帶對應的胺基酸至核糖體,開始合成蛋白質。
slide75

U

G

G

C

A

C

密碼子

A

G

U

G

U

A

G

A

C

A

U

G

U

C

A

C

U

G

反密碼子

aa1

C

C

G

aa3

aa5

A

U

C

aa2

aa4

轉 譯

5’

3’

核糖體

aa1

aa3

aa5

aa2

aa4

肽鏈

tRNA

slide76
若有一DNA其中一股的含氮鹼基具有 = 0.5與 = 2的關係,而另一股則有 = m, = n。試問,m與n依序為何?(A)2,0.5 (B)1,2 (C)2,2 (D)2,4。

ANS: (C)

slide77
牛刀小試

下圖為轉錄、轉譯的模式圖,請寫出甲、乙、丙的鹼基序列:

DNA鑄模的鹼基序列:

-□-甲-□-□-□-□-G-T-T-

mRNA密碼子的鹼基序列:

-□-□-□-C-A-C-□-乙-□-

tRNA補密碼的鹼基序列:

-C - C -C □-丙-□ □-□-□

甲:CCC 乙:CAA 丙:GUG

slide78
第二單元 遺傳
  • 染色體
  • 細胞分裂
  • 遺傳法則
  • 遺傳物質
  • 基因轉殖及應用
slide79
現代生物技術
  • 由1970 年代出現「重組 DNA」(recombinant DNA)開始
  • 主要技術
    • 遺傳工程
    • 離體培養技術
    • 動物複製技術
  • 廣泛的應用於農業、畜牧、醫學、工業等。
slide80

G

AATTC

AATTC

CTTAA

G

G

G

CTTAA

限制酶

GAATTC

GAATTC

CTTAAG

CTTAAG

限制酶辨認序列

限制酶切斷DNA

slide81

AATT C

G

AATT C

G

G

G

C TTAA

G

AATTC

C TTAA

AATTC

CTTAA

G

G

G

CTTAA

AATTC

G

AATTC

G

G

CTTAA

G

CTTAA

接合酶

含氮鹼基配對黏合

接合酶連接DNA

slide82
重組DNA

細菌染色體

質體DNA

外源DNA

目標基因

分離出質體DNA

目標基因

用限制酶切割

用限制酶切割

用接合酶與目標基因接合

重組DNA

slide83
基因轉殖

重組DNA

將重組DNA 送入宿主細胞內

宿主細胞

目標基因在宿主細胞內表現

目標基因所製造之蛋白質

slide84
基因轉殖

重組DNA

將重組DNA 送入

目標基 因表現

宿主細胞

目標基因所製造之蛋白質

slide85
PCR的應用

微量病原體的偵測

  • 如血液中微量的病毒、細菌等。

癌細胞基因的突變情形。

擴大DNA指紋的應用範圍。

slide86
DNA聚合酶連鎖反應(PCR):利用DNA聚合酶於適當溶液中大量複製DNA片段DNA聚合酶連鎖反應(PCR):利用DNA聚合酶於適當溶液中大量複製DNA片段
slide87

限制酶切點

0

300

650

700

子女的同源染色體

M2

F1

DNA指紋

母親的同源染色體

父親的同源染色體

母親

父親

子女

0

0

100

200

300

300

550

650

700

800

M1

M2

F1

F2

slide88

母親的同源染色體

父親的同源染色體

0

100

200

限制酶切點

300

300

550

650

700

800

子女的同源染色體

900

F1

F2

M2

M1

核苷酸對的編號

300

650

700

M2

F1

DNA指紋

母親

父親

子女

接上電極

電泳膠片

slide90

想一想

媽媽

孩子

甲男

乙男

丙男

下圖是 DNA 指紋鑑定圖,甲乙丙三位男性,誰最有可能是孩子的爸爸呢?

slide91
想想看

下圖是 DNA 指紋鑑定圖,請利用一把直尺逐條紋比對,甲乙丙三位男性,誰最有可能是孩子的爸爸呢?

slide92

媽媽

孩子

甲男

乙男

丙男

slide93

載體中的基因插入病人細胞的DNA中

自病人體內取出細胞

直接植入人體的特定組織中

改造過的細胞再植回病人體內

病人的細胞

載體

基因療法

載體

治療性基因(紅色)

病人

代表間接治療法

代表直接治療法

slide94
下列是有關製作重組基因的步驟:(甲)使用限制酶;(乙)使用DNA連接酶;(丙)由宿主與細菌分別分離出DNA與質體;(丁)將質體殖入新的宿主細胞。試問:下列何者為正確的順序? (A)甲→乙→丙→丁 (B)甲→丙→乙→丁(C)乙→丙→甲→丁 (D)丙→甲→乙→丁 (E)丁→丙→乙→甲。下列是有關製作重組基因的步驟:(甲)使用限制酶;(乙)使用DNA連接酶;(丙)由宿主與細菌分別分離出DNA與質體;(丁)將質體殖入新的宿主細胞。試問:下列何者為正確的順序? (A)甲→乙→丙→丁 (B)甲→丙→乙→丁(C)乙→丙→甲→丁 (D)丙→甲→乙→丁 (E)丁→丙→乙→甲。

ANS: (D)