第六章動物的生殖與遺傳

第六章動物的生殖與遺傳第六章動物的生殖與遺傳第第 11 節動物的生殖節動物的生殖第第 22 節人類的生殖和胚胎發育節人類的生殖和胚胎發育第第 33 節基因與遺傳節基因與遺傳第第 44 節人類的遺傳節人類的遺傳第第 55 節討　論節討　論

第第 33節基因與遺傳節基因與遺傳壹壹基因與染色體基因與染色體貳貳孟德爾遺傳實驗孟德爾遺傳實驗參參單性雜交實驗單性雜交實驗肆肆雙性雜交實驗雙性雜交實驗伍伍試題經常出現的機率計算試題經常出現的機率計算陸陸中間型遺傳中間型遺傳柒柒多基因遺傳多基因遺傳捌捌環境因子有時也會影響等位基因環境因子有時也會影響等位基因

的表現的表現

基因與染色體基因與染色體1.1. 遺傳：「種瓜得瓜，種豆得豆」、「龍生龍遺傳：「種瓜得瓜，種豆得豆」、「龍生龍

鳳生鳳」是生物的生殖和遺傳的現象。生物鳳生鳳」是生物的生殖和遺傳的現象。生物的生殖，不只是產生子代，還有形狀、顏色的生殖，不只是產生子代，還有形狀、顏色等等特徵的傳遞特徵的傳遞。。

2.2. 性狀：生物的特徵稱為性狀，性狀由規代傳性狀：生物的特徵稱為性狀，性狀由規代傳給子代的現象稱為遺傳。給子代的現象稱為遺傳。

3.3. 基因：控制生物遺傳的基本物質是基因：控制生物遺傳的基本物質是 DNADNA ，，DNADNA 上上控制某一種性狀的控制某一種性狀的段落段落稱為基因。稱為基因。

1.1. 同源染色體：生物細胞內的染色體通常成對存同源染色體：生物細胞內的染色體通常成對存在，且每種生物染色體數目一定，此在，且每種生物染色體數目一定，此成對成對且且長長度相同的染色體度相同的染色體，彼此互稱為同源染色體。，彼此互稱為同源染色體。

2.2. 雙套雙套 (2N)(2N) ：同源染色體：同源染色體同時同時存在於一細胞內。存在於一細胞內。

3.3. 單套單套 (N)(N) ：同源染色體：同源染色體僅存在其一僅存在其一於細胞內。於細胞內。

4.4. 對偶基因對偶基因 (( 等位基因等位基因 )) ：：控制一種性狀控制一種性狀的二個的二個基因，分別基因，分別位於同源染色體上的相對的位置位於同源染色體上的相對的位置，，互稱為對偶基因。互稱為對偶基因。

遺傳相關名詞遺傳相關名詞A.A. 基因型基因型：個體內等位基因的組合。例：個體內等位基因的組合。例

如：如： AAAA 、、 AaAa 、、 aaaa 。。B.B. 表現型表現型：個體所呈現的遺傳特性。例：個體所呈現的遺傳特性。例

如：高莖、矮莖。如：高莖、矮莖。C.C. 同型合子同型合子 (( 純種純種 )) ：兩：兩等位基因等位基因相同相同

的個體，例如：的個體，例如： AAAA 、、 aaaa 。。D.D. 異型合子異型合子 (( 雜種雜種 )) ：兩等位基因：兩等位基因不同不同

的個體，例如：的個體，例如： AaAa 。。

基因型與表現型基因型與表現型


的表現的表現

孟德爾遺傳實驗孟德爾遺傳實驗1.1. 實驗背景：十九世紀初，英國的實驗背景：十九世紀初，英國的奈特奈特將白花將白花

豌豆與紫花豌豆雜交，發現其後代全開紫花。豌豆與紫花豌豆雜交，發現其後代全開紫花。若將這些紫花豌豆再進行雜交，其後代又會若將這些紫花豌豆再進行雜交，其後代又會出現白花豌豆，可見紫花比白花有更強的表出現白花豌豆，可見紫花比白花有更強的表現趨勢。然而，奈特並無進一步的解釋及探現趨勢。然而，奈特並無進一步的解釋及探討。討。

2.2. 選用豌豆作為遺傳實驗的材料，有下列優選用豌豆作為遺傳實驗的材料，有下列優點：點：

A.A. 花瓣閉合，花瓣閉合，可防異花授粉可防異花授粉，並易於人工授粉。，並易於人工授粉。B.B. 多代多代自花授粉自花授粉後，易產生後，易產生純品系純品系。。C.C. 豌豆植株小、易生長、成熟豌豆植株小、易生長、成熟快速快速。。D.D. 子代子代數目多數目多。。E.E. 豌豆有豌豆有多種多種差異明顯的外觀差異明顯的外觀性狀性狀，便於觀察。，便於觀察。

3.3. 孟德爾重做了奈特的實驗，但做了以下修孟德爾重做了奈特的實驗，但做了以下修改︰改︰

A.A. 首先他選出首先他選出特定特定的的觀察項目觀察項目，包括花色、花的位，包括花色、花的位置、種子的顏色與形狀、豆莢的顏色與形狀，以置、種子的顏色與形狀、豆莢的顏色與形狀，以及植株的高度，以便觀察其改變。及植株的高度，以便觀察其改變。

B.B. 其次使各品種自花授粉數代，以其次使各品種自花授粉數代，以確保確保每個品種都每個品種都是是純品系純品系，即自花授粉後仍會表現固定的性狀。，即自花授粉後仍會表現固定的性狀。

C.C. 對後代所呈現的特徵進行對後代所呈現的特徵進行計量計量與分析與分析。。


的表現的表現

單性雜交實驗單性雜交實驗

1.1. 實驗過程實驗過程

A.A. 生物的性狀很多，實驗時若生物的性狀很多，實驗時若只選擇一種性狀只選擇一種性狀的兩的兩

種相對特性生物當親代種相對特性生物當親代 (P)(P) 進行進行雜交雜交，稱，稱一對因一對因

子子遺傳實驗遺傳實驗 (( 單性雜交單性雜交 )) 。。

一對因子雜交實驗一對因子雜交實驗雜交

自交

親代高莖 X 矮莖

親代雜交第一子代 (F1) 高莖

第一子代自交第二子代 (F2) 高莖：矮莖＝ 3： 1

B.B. 親代：為親代：為純品系純品系。例如：紫花。例如：紫花 X X 白花。白花。

C.C. 第一子代第一子代 (F1)(F1) ：親代雜交所產生的子代，：親代雜交所產生的子代，全部全部只表現出只表現出紫花紫花。。

D.D. 第二子代則第二子代則 (F2)(F2) ：第一子代自交所產生的：第一子代自交所產生的子代，紫花：白花，其比例約為子代，紫花：白花，其比例約為 33 ：： 11 。。

E.E. 孟德爾還研究了豆其他的性狀，也得到相孟德爾還研究了豆其他的性狀，也得到相似結果。似結果。

2.2. 孟德爾的解釋孟德爾的解釋A.A. 孟氏稱孟氏稱第一子代第一子代中會中會顯現顯現的性狀的性狀為為顯性顯性，如豌豆，如豌豆

的圓形種子、高莖等的圓形種子、高莖等 ;; 不能顯現不能顯現的性狀為的性狀為隱性隱性，，如豌豆的皺皮種子、矮莖等。如豌豆的皺皮種子、矮莖等。

B.B. 他認為生物他認為生物性狀性狀是由是由成對成對的遺傳因的遺傳因子來控制子來控制 (( 稱稱為為對偶基因對偶基因或或等位基因等位基因 )) 。。

C.C. 為研究方便，用英文字母代表基因，為研究方便，用英文字母代表基因，大寫大寫代表代表顯顯性性基因，基因，小寫小寫代表代表隱性隱性基因，例如基因，例如 TT 代表使豌豆代表使豌豆具高莖的顯性基因，具高莖的顯性基因， tt 代表使豌豆具矮莖的隱性代表使豌豆具矮莖的隱性基因。基因。

D.D. 對偶基因組合的方式，稱為對偶基因組合的方式，稱為基因型基因型，如豌豆莖的，如豌豆莖的

高度有高度有 TTTT 、、 TtTt 、、 tttt 。三種基因型；其中。三種基因型；其中 TTTT或或 tt

tt組合而成的個體，組成的兩個對偶基因相同，組合而成的個體，組成的兩個對偶基因相同，

稱稱同型合子同型合子 (( 純種純種 ))；而；而 TtTt 其組成的兩個對偶基其組成的兩個對偶基

因相異，則為因相異，則為異型合子異型合子 (( 雜種雜種 )) 。。

E.E. 生物體所生物體所表現的遺傳性狀表現的遺傳性狀稱為稱為外表型外表型 ((表現型表現型 )) ，，

如如 TTTT 和和 TtTt 基因型的豌豆，外表型為高莖；而基因型的豌豆，外表型為高莖；而 tttt

基因型的豌豆，外表型則為矮莖。基因型的豌豆，外表型則為矮莖。

3.3. 豌豆的高莖規代和矮莖親代交配的遺傳過程豌豆的高莖規代和矮莖親代交配的遺傳過程

A.A. 當當產生配子產生配子 (G)(G) 時時，其，其對偶基因對偶基因便互相便互相分離分離而各而各

自進入配子中，自進入配子中，受精受精後，受精卵又恢復為對偶基後，受精卵又恢復為對偶基

因並發育為因並發育為 F1F1 。。

B.B. F1F1 自交時產生配子，其對偶基因便再度互相分離自交時產生配子，其對偶基因便再度互相分離

而各自進入配子中，而各自進入配子中， FF ，配子結合的合子，發育，配子結合的合子，發育

為第二子代為第二子代 (F2)(F2) 。。

3.3. 豌豆的高莖親代和矮莖親代交配的遺傳過程豌豆的高莖親代和矮莖親代交配的遺傳過程A.A. 當當產生配子產生配子 (G)(G) 時時，其，其對偶基因對偶基因便便互相分離互相分離而各而各

自進入配子中，受精後，受精卵又恢復為對偶基自進入配子中，受精後，受精卵又恢復為對偶基因並發育為因並發育為 F1F1 。。

B.B. F1F1 自交時產生配子，其對偶基因便再度互相分離自交時產生配子，其對偶基因便再度互相分離而各自進入配子中，而各自進入配子中， FF ，配子結合的合子，發育，配子結合的合子，發育為第二子代為第二子代 (F2)(F2) 。。

分離律分離律4.4. 分離律：後人將孟氏分離律：後人將孟氏一對因子一對因子雜交實驗雜交實驗所做所做

的的結論結論，，稱之為稱之為分離律分離律，其要點如下：，其要點如下：A.A. 生物的遺傳生物的遺傳性狀性狀係係由基因所控制由基因所控制，控制一種性狀，控制一種性狀

的基因有的基因有二種型式二種型式，一為顯性，一為隱性。，一為顯性，一為隱性。B.B. 個體內控制一種性狀的基因，是兩個個體內控制一種性狀的基因，是兩個成對成對存在，存在，

當當形成配子時形成配子時，這兩個基因便，這兩個基因便互相分離互相分離而至配子而至配子中中。。

C.C. 當顯性基因和隱性基因相遇時，只有當顯性基因和隱性基因相遇時，只有顯性顯性性狀才性狀才能表現出來。能表現出來。

試交試交5.5. 試交試交

A.A. 由於顯、隱性因子的表現不同，由於顯、隱性因子的表現不同， TTTT 和和 TtTt 均表現均表現出出高莖高莖的性狀。要的性狀。要區分顯性區分顯性外表型的個體，其基外表型的個體，其基因型為同基因性因型為同基因性 (TT)(TT) 或異基因性或異基因性 (Tt)(Tt) 個體，需以個體，需以外表型為隱性外表型為隱性 (tt)(tt) 的個體交配。的個體交配。

B.B. 若為若為 TT X TT X tttt ，則子代，則子代均均為高莖為高莖 (Tt)(Tt)

C.C. 若為若為 Tt X Tt X tttt ，則子代有高莖，則子代有高莖 (Tt)(Tt) 和矮莖和矮莖 (tt)(tt) 二種二種可能可能，其比率為，其比率為 ll ：： ll 。。

D.D. 這種以這種以隱性個體隱性個體和和未知未知基因型的顯性個體基因型的顯性個體交配交配，，利用子代外表型的比值，來利用子代外表型的比值，來確定未知個體的基因確定未知個體的基因型型，這種方法叫，這種方法叫試交試交。試交子代中若有隱性個體。試交子代中若有隱性個體出現，其顯性規代必為異基因型。出現，其顯性規代必為異基因型。

6.6. 互交：互交：雌雄雌雄特徵特徵交換交換的交配。如的交配。如 TT(TT(雄雄 ) X t) X t

t(t(雌雌 )) 和和 TT(TT(雌雌 ) X tt() X tt( 雄雄 )) ，若二者結果相，若二者結果相

同，顯現精、卵的遺傳貢獻是一樣的。同，顯現精、卵的遺傳貢獻是一樣的。


的表現的表現

雙性雜交實驗雙性雜交實驗1.1. 雙性雜交：實驗時選擇雙性雜交：實驗時選擇兩種兩種對偶對偶性狀性狀的個體的個體

為親代的遺傳實驗，為兩對基因的遺傳稱為為親代的遺傳實驗，為兩對基因的遺傳稱為雙性雜交。例如：雙性雜交。例如：

2.2. 親代：黃色圓形種子的豌豆與純種的綠色皺親代：黃色圓形種子的豌豆與純種的綠色皺皮種子的豌豆為親代的雜交。皮種子的豌豆為親代的雜交。

3.3. F1F1 ：：皆為黃色圓形皆為黃色圓形種子。種子。4.4. F2F2 ：將：將 F1F1 雜交，獲得：黃圓：雜交，獲得：黃圓： 315315 ，綠圓：，綠圓：

108108 ，黃皺：，黃皺： 101101 ，綠皺：，綠皺： 3232 。將。將這四種這四種外表型外表型的數目簡化，其的數目簡化，其比率約為比率約為 9:3:3:19:3:3:1 。。

兩對因子雜交實驗結果兩對因子雜交實驗結果

5.5. 9:3:3:19:3:3:1 的比例，很容易推想為的比例，很容易推想為 (3:1) X (3:1)(3:1) X (3:1)

＝＝ 9:3:3:19:3:3:1 。因此，孟氏假設如下：。因此，孟氏假設如下：A.A. F1F1 的基因型為的基因型為 RrYyRrYy；當；當 F1F1 產生配子時，產生配子時， RR 與與

rr 以及以及 YY 與與 yy 各自分離各自分離，而這兩對不同的對偶基，而這兩對不同的對偶基因在形成配子時，分離並因在形成配子時，分離並互相組合形成四種配子互相組合形成四種配子，，即即 RYRY 、、 RyRy 、、 rYrY 和和 ryry 。。

B.B. F1F1 的雌、雄配子的雌、雄配子交配得交配得 F2F2 ，其基因型及外表型，，其基因型及外表型，其其結果和孟氏實驗相符合結果和孟氏實驗相符合。。

6.6. 孟氏又將孟氏又將黃色圓形黃色圓形的的 F1F1 與與隱性隱性的的綠色皺皮綠色皺皮種子的豌豆作種子的豌豆作試交試交實驗，其結果與理論值相實驗，其結果與理論值相同，同，均為均為 ll ：： ll ：： ll ：： ll 。。

7.7. 上述二實驗說明這兩性狀的基因在上述二實驗說明這兩性狀的基因在形成配子形成配子時時，有，有分離分離和和自由配合自由配合的事實。的事實。

8.8. 後人將孟氏根據兩對因子遺傳雜交所得之結後人將孟氏根據兩對因子遺傳雜交所得之結論，稱為論，稱為自由配合律自由配合律 ((自由分配律自由分配律 )) ，其要，其要點如下：點如下：

A.A. 形成配子時，一對基因的分離，形成配子時，一對基因的分離，對另一對基因的對另一對基因的分離沒有影響分離沒有影響。例如：。例如： RrRr 互相分離，產生互相分離，產生 RR 及及 rr 兩種配子。兩種配子。

B.B. 形成配子時，形成配子時，非對偶基因間非對偶基因間會會互相組合互相組合而同至一而同至一配子中。例如：配子中。例如： RrYyRrYy 個體可產生個體可產生 RYRY 、、 Ry Ry 、、rY rY 、、 ry ry 四種配子四種配子。。


的表現的表現

.壹.壹配子可能出現的種類配子可能出現的種類

.壹.壹單性雜交，子代的基因型、表現型、比單性雜交，子代的基因型、表現型、比例。例。

.壹.壹單性雜交，連續生多個子代，其表現型單性雜交，連續生多個子代，其表現型之機率。之機率。

.壹.壹雙性雜交，子代的基因型、表現型、比雙性雜交，子代的基因型、表現型、比例。例。

.壹.壹一次觀察三個性狀的雜交實驗。一次觀察三個性狀的雜交實驗。


的表現的表現

中間型遺傳中間型遺傳1.1. 有些實驗常有些實驗常無法重現無法重現孟德爾的實驗結果。顯孟德爾的實驗結果。顯

示在異型合子中，並非所有性狀的表現均如示在異型合子中，並非所有性狀的表現均如孟德爾的預測般呈現完全顯性，而會孟德爾的預測般呈現完全顯性，而會產生介產生介於兩親代性狀間的中間型性狀於兩親代性狀間的中間型性狀。。

2.2. 在這種遺傳現象中，由於異型合子的在這種遺傳現象中，由於異型合子的等位基等位基因因皆對性狀的表現具有影響力皆對性狀的表現具有影響力，故，故無顯性、無顯性、隱性之分隱性之分。此種遺傳稱為中間型遺傳。。此種遺傳稱為中間型遺傳。

3.3. 中間型遺傳中間型遺傳時，時，異型合子異型合子的的性狀表現稱為性狀表現稱為不不完全顯性完全顯性或或半顯性半顯性。。

4.4. 中間型遺傳中間型遺傳仍可以孟德爾定律預測其性狀的仍可以孟德爾定律預測其性狀的表現表現。以日本紫茉莉為例，紅花個體和白花。以日本紫茉莉為例，紅花個體和白花個體雜交所產生的個體雜交所產生的 F1F1（皆為異型合子）皆（皆為異型合子）皆開粉紅花。當開粉紅花。當 F1F1 彼此自交時，正如孟德爾彼此自交時，正如孟德爾遺傳定律所預測的，子代開紅花、粉紅花及遺傳定律所預測的，子代開紅花、粉紅花及白花的比例為白花的比例為 11 ：： 22 ：： 11 。。


的表現的表現

多基因遺傳多基因遺傳1.1. 又稱為又稱為量的遺傳量的遺傳或稱為或稱為連續變異遺傳連續變異遺傳。。2.2. 定義﹕一種性狀由定義﹕一種性狀由二對或二對以上的基因所二對或二對以上的基因所

控制控制，，每一對基因每一對基因，對性狀的，對性狀的影響力相等影響力相等，，且有且有累加累加作用，例如人的身高、智商、膚色作用，例如人的身高、智商、膚色以及植物果實的重量及動物的產乳量等性狀以及植物果實的重量及動物的產乳量等性狀通常都通常都涉及量的多少涉及量的多少，故亦稱為，故亦稱為量的遺傳量的遺傳

3.3. 多基因遺傳的發現﹕多基因遺傳的發現﹕A.A. 一般一般基因型的研究，主要依賴一些對比明顯的外基因型的研究，主要依賴一些對比明顯的外

表型，其表型，其性狀對比明顯性狀對比明顯，如果蠅的紅、白眼，豌，如果蠅的紅、白眼，豌豆莖的高、矮等，然而在自然界中，絕大多數的豆莖的高、矮等，然而在自然界中，絕大多數的族群，任何一種外表型皆可能有許多變異。族群，任何一種外表型皆可能有許多變異。

B.B. 遺傳學家遺傳學家尼爾遜尼爾遜發現麥粒穎果顏色亦呈現發現麥粒穎果顏色亦呈現連續的連續的差異差異

C.C. 麥粒顏色實驗之結論：控制麥粒顏色的基因有麥粒顏色實驗之結論：控制麥粒顏色的基因有二二對對，且基因表現性狀具有累積效應，使，且基因表現性狀具有累積效應，使子代性狀子代性狀呈常態分布曲線呈常態分布曲線，該，該曲線呈鐘形曲線呈鐘形。。

4.4. 人類膚色的遺傳人類膚色的遺傳

AABBCC ：膚色最深

AaBbCc或 AABbcc 等：中間型

aabbcc ：膚色最淺

5.5. 小麥果實重量的遺傳小麥果實重量的遺傳a.a. 若若 aabbcc—aabbcc— 重重 22克克b.b. 每增加一個顯性基因則增加每增加一個顯性基因則增加 22克，故克，故 AabbccAabbcc

重重 44克克c.c. AaBbccAaBbcc 、、 aaBbCcaaBbCc 、、 AabbCcAabbCc 、、 AAbbccAAbbcc 、、

aaBBccaaBBcc 、、 aabbCCaabbCC皆重皆重 66克克d.d. 有些有些多基因遺傳中，多基因遺傳中，每對基因間雖有累加性，每對基因間雖有累加性，

但效用不一定都相等但效用不一定都相等，亦即並不是每個基因表，亦即並不是每個基因表現時都呈等差級數增減。現時都呈等差級數增減。


的表現的表現

環境因子有時也會影響等位基因的表現環境因子有時也會影響等位基因的表現

1.1. 許多等位基因許多等位基因表現的程度表現的程度視視環境環境而定，有些等位基而定，有些等位基因對因對熱熱及及光光極為敏感，只有在特定溫度下才會活化。極為敏感，只有在特定溫度下才會活化。

2.2. 以喜馬拉雅兔為例，催化毛中黑色素生成的酵素之以喜馬拉雅兔為例，催化毛中黑色素生成的酵素之基因表現受溫度調控，在高於基因表現受溫度調控，在高於 33℃33℃時呈不活化狀時呈不活化狀態，故其軀體表面及頭部呈白色，而末端構造如耳態，故其軀體表面及頭部呈白色，而末端構造如耳朵、鼻子、足部及尾部溫度較低，黑色素得以生成，朵、鼻子、足部及尾部溫度較低，黑色素得以生成，故呈現黑色。若在其背部縛上冰袋降溫，會使其背故呈現黑色。若在其背部縛上冰袋降溫，會使其背部在換毛時長出黑色的毛。部在換毛時長出黑色的毛。

3.3. 植物的性狀表現也會受到環境因素的影響，植物的性狀表現也會受到環境因素的影響，以大繡球花的以大繡球花的花色花色為例，為例，花青素花青素的呈色情形的呈色情形會受到會受到土壤酸鹼值土壤酸鹼值的影響，使花色呈現藍色的影響，使花色呈現藍色至紅色多種變化。至紅色多種變化。

EndEnd

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