第2章 2-1 遺傳、染色體與基因 (講義 P.20 - P.23)

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2-1 遺傳、染色體與基因

重點學習

一、遺傳:

生物體可以遺傳的生理構造或特質稱為性狀,而每一種性狀可能具有不同的表徵。人類髮色這性狀,有金色、黑色、棕色等不同類型的表徵。
遺傳:生物的性狀能透過生殖傳遞給子代的現象。

二、孟德爾的遺傳實驗:

十九世紀奧地利的神父孟德爾以自花授粉、生長期短、子代眾多、具多個成對表徵且可人工授粉的豌豆作為實驗材料,並提出遺傳原理,後來被尊稱為「遺傳學之父」。
孟德爾的推論:
- (1)第一子代應同時帶有顯性與隱性因子,才能在第二子代出現矮莖,因此認為表徵應是由一對遺傳因子所控制。
- (2)以大寫英文字母(T)表示高莖顯性遺傳因子,小寫英文字母(t)表示矮莖隱性遺傳因子,當均為純品系的高莖(TT)、矮莖(tt)豌豆親代,以人工授粉所產下的第一子代均為高莖(Tt),則高莖此表徵相較於矮莖即為顯性。
- (3)在形成配子時,成對的遺傳因子互相分離,配子中只具有每對遺傳因子中的一個。配子結合時,子代從兩個親代各獲得一個遺傳因子。
- (4)當顯性與隱性遺傳因子組合在一起時,會表現出顯性遺傳因子所控制的表徵。TT(高莖)、Tt(高莖)、tt(矮莖)。

三、棋盤方格法:

棋盤方格法可以簡易計算親代交配後,子代可能的遺傳因子(等位基因)組合。

四、染色體與基因:

【圖片補充說明：同源染色體構造圖】口述影像：

圖中顯示一段雙股螺旋的DNA，其纏繞形成染色體。兩條大小形狀相似的染色體並排，稱為「同源染色體」。在兩條染色體的相對位置上，分別標示了等位基因「T」與「t」，代表控制同一表徵的一對基因。

染色體由去氧核糖核酸(DNA)和蛋白質組成。
基因:控制性狀的基本單位,是染色體中特定的DNA片段;一條染色體上有許多不同的基因。一個基因若具有兩種以上不同形式,會產生不同的表徵,這些基因也就是孟德爾所指的遺傳因子。
等位基因:對於具有雙套染色體的生物而言,等位基因通常位於兩條同源染色體的相對位置上,可決定某一性狀的表徵。決定豌豆莖高度的基因有T和t兩種形式,位於同源染色體的相對位置時,T和t即為等位基因。
等位基因的組合稱為基因型,而其控制的表徵則為表現型。

【重點筆記區：遺傳、染色體與基因】

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【圖片補充說明：減數分裂與受精圖】口述影像：

雄性個體細胞內有成對等位基因 Aa，經由減數分裂，產生帶有 A 或 a 的不成對等位基因精子。雌性個體細胞內有成對等位基因 Aa，經由減數分裂，產生帶有 A 或 a 的不成對等位基因卵。精子(A)與卵(A)結合後，子代細胞恢復為成對的等位基因(AA)。親代的等位基因會經由配子遺傳給子代。

生物行減數分裂形成配子的過程中,成對的同源染色體會分開,分別進入不同配子中,等位基因也會隨著同源染色體而分開,因此每個配子僅會含有不成對的等位基因。當有性生殖配子結合時,子代細胞中的等位基因又恢復為成對,但其基因型可能與親代不同。

基礎練習 (請在此區完成所有作答)

★是非題:

( ) 1. 孟德爾觀察的7種性狀中,每種性狀只具2種表徵。

( ) 2. 當2株高莖豌豆雜交,所生下的子代均為高莖。

( ) 3. 當純品系的矮莖豌豆自花授粉所生下的子代,應均為矮莖。

( ) 4. 同種生物細胞中的染色體的數目是固定的且成對。

( ) 5. 每一條染色體上通常具有多個基因。

( ) 6. 控制生物表徵的基因型種類通常較表現型多。

( ) 7. 精子與卵中的等位基因均是不成對的。

★選擇題:

( ) 8. 某種植物其圓形種子為顯性(R),皺形種子為隱性(r),則基因型RR、Rr、rr的表徵分別為下列何者?

(A)圓、圓、皺
(B)圓、皺、皺
(C)圓、皺、圓
(D)皺、圓、圓

( ) 9. 控制某一表徵的等位基因組合為Aa,下列敘述哪些正確? (甲:這對等位基因所控制的表徵,對該生物絕對有利。乙:此生物表現出「A」所控制的表徵。丙:其子代中「a」所控制的表徵有可能會呈現。丁:該個體會產生含「A」或「a」的配子)

(A)甲乙丙丁
(B)僅乙丙丁
(C)僅乙丁
(D)僅乙丙

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【圖片補充說明：染色體與基因相對位置圖】口述影像：

圖中顯示細胞內的兩對染色體。第一對(較長)：甲染色體上有 a 和 c 基因，乙染色體上有 e 和 d 基因，a與e在相對位置，c與d在相對位置。第二對(較短)：丙染色體上有 b 基因，丁染色體上有 f 基因，b與f在相對位置。

( ) 10. 如上圖有兩對染色體,a、b、c、d、e、f代表等位基因位置,在正常情況下,下列敘述何者正確?

(A)甲、丙為同源染色體
(B)乙、丁皆來自於父親
(C)a與e為控制同一表徵的一對等位基因
(D)c與d為控制同一表徵的一對等位基因

( ) 11. 下列敘述何者錯誤?

(A)控制生物性狀的小單位叫基因
(B)人體細胞內有46條染色體,所以有46個基因
(C)基因位在染色體上
(D)精子或卵內的等位基因都不是成對的

( ) 12. 假設某種植物花朵顏色的表徵是由一對遺傳因子控制,R為顯性,r為隱性。有甲、乙兩株此種植物,只知甲植株的基因型為Rr,今用乙植株的花粉來使甲植株受精,產生了1020株子代,其中509株表徵為隱性。根據遺傳的法則判斷在此受精作用中,精細胞中所含控制花朵顏色的遺傳因子最可能為何?

(A) R
(B) r
(C) rr
(D) R或r

【圖片補充說明：鼠毛色遺傳圖】口述影像：

親代為「黑色」交配「栗色」。生下的第一子代全部都是「栗色」。第一子代互相交配後，生下的第二子代同時出現了「黑色」與「栗色」。

( ) 13. 某種鼠的毛色,有黑色與栗色兩種,若顯性等位基因用A表示,隱性等位基因用a表示。根據上圖的實驗結果,判斷下列敘述何者正確?

(A)控制黑色毛的等位基因為顯性
(B)黑色親代的基因型為 Aa
(C)第二子代的毛色,黑色:栗色=1:1
(D)第二子代中栗色毛的基因型為AA或Aa

( ) 14. 豌豆圓形種子對皺形種子為顯性,以R代表顯性遺傳因子,今有一株產生圓形種子的植物,欲知其遺傳因子組合為RR或Rr,可利用下列哪個遺傳因子組合與此植物交配?

(A) RR
(B) Rr
(C) rr
(D) 以上皆可

【圖片補充說明：豚鼠毛色實驗表格】口述影像：

甲組：黑毛×褐毛，子代褐色0隻，黑色49隻。
乙組：黑毛×褐毛，子代褐色31隻，黑色29隻。
丙組：黑毛×黑毛，子代褐色0隻，黑色61隻。
丁組：黑毛×黑毛，子代褐色17隻，黑色50隻。

( ) 15. 上表為豚鼠毛色遺傳實驗的結果,請問表中哪些組單獨就可判斷黑毛為顯性,褐毛為隱性?

(A)只有甲組
(B)只有乙組
(C)甲組或丁組均可
(D)乙組或丙組均可

( ) 16. 張爸爸體細胞內的染色體上有成對的Aa與Bb基因。張爸爸所產生的精子內的染色體組合,下列哪一項錯誤?

(A) 一條帶a, 一條帶B
(B) 一條染色體上同時帶有A與B
(C) 一條帶A, 一條帶b
(D) 一條帶a, 一條帶b

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( ) 17. 已知豌豆花色表徵中,紫色(P)相對於白花(p)為顯性,現在有一株開紫色花的豌豆,其基因型為Pp,請問在下列哪一種細胞中,可能無法找到P等位基因?

(A)葉子的保衛細胞
(B)根的表皮細胞
(C)胚珠中的卵細胞
(D)花的花瓣細胞

( ) 18. 已知豚鼠體毛顏色的遺傳,黑色是由顯性等位基因B所控制,白色是由隱性等位基因b所控制。若要知道一隻雄黑鼠的基因型是BB或Bb,將此雄黑鼠和雌白鼠進行交配,下列推論何者正確?

(A)若和雌黑鼠交配的子代有白鼠,則必為BB
(B)若和雌黑鼠交配的子代有黑鼠,則必為Bb
(C)若和雌白鼠交配的子代有黑鼠,則必為BB
(D)若和雌白鼠交配的子代有白鼠,則必為Bb

【圖片補充說明：雞冠遺傳圖】口述影像：

一隻玫瑰冠公雞甲，分別與三隻母雞交配：
與玫瑰冠母雞乙交配，生下玫瑰冠小雞。
與單冠母雞丙交配，生下玫瑰冠小雞。
與玫瑰冠母雞丁交配，生下單冠小雞。

( ) 19. 假設控制雞冠形狀的等位基因中,玫瑰冠(R)對單冠(r)為顯性。根據上圖交配結果，在不考慮突變的情況下，推測親代的基因型,下列哪一親代的基因型仍無法確定?

(A)甲
(B)乙
(C)丙
(D)丁

★題組:

【圖片補充說明：豌豆交配圖】口述影像：

圖(一)顯示：高莖豌豆(TT)產生精細胞(過程I)，矮莖豌豆(tt)產生卵(過程I)。兩者受精(過程II)形成種子(過程III)，種子發芽成為子代豌豆(過程IV)。
圖(二)顯示：細胞甲含有成對的染色體，分裂後形成細胞乙，乙只含有不成對的單條染色體。

豌豆莖的高矮由一對遺傳因子所控制,高莖為顯性,以T代表,矮莖為隱性,以t代表。現將兩株豌豆進行交配產生子代,如上圖所示,試回答20、21題:

( ) 20. 如圖(二),甲細胞分裂形成乙細胞的現象,可能出現在圖(一)的哪一過程?

(A) I
(B) II
(C) III
(D) IV

( ) 21. 圖(一)中的子代豌豆若與一矮莖豌豆交配,則其後代出現高莖豌豆的機率為何?

(A) 1
(B) 3/4
(C) 1/2
(D) 1/4