孟德尔的单基因杂交遗传实验.ppt

遺傳學(Genetics) 孟德爾 (Gregor Mendel) 奧地利人 (Austrian) 1822 年出生 1843 年加入修道院作修士 上維也納大學 (University of Vienna) 選修自然歷史及數學 1853 年返回修道院 ? 開始對植物的雜交感到興趣 (尤其雜種後代的外態、及數據統計) 1856 年夏天進行一連串遺傳實驗的科學研究利用豌豆植物 (garden pea, Pisum sativm) 1866 年將實驗研究的數據及理論刊登在期刊 “The prcdeedings pf the Brunn Natural History Society” ? 但大部份科學家未能體會及明白 直到 1900 年，多位科學家得出相似的研究結果，∴ 確定了遺傳的模式 ( 分離原理及獨立分配 ) 並將孟德爾所採用的「因素(elemente)」轉為「因子(factors)」 1909 年，Johannsen 將遺傳「因子」改名為「基因(gene)」= 是遺傳的單位，能影響生物的表現型 盂德爾選取豌豆作為實驗生物的優勝之處 豌豆植物有數種不同種類，各有多對獨特而明顯的特徵 非常容易種植，生命週期亦短 花瓣包裹著整個花蕊 ? 自花傳粉、自體受精 ? 世代保持純種 ( 純種交配 pure breeding ) 可進行人工雜交 ? 可育的雜種 豌豆植物並沒有複雜的遺傳模式 ( 如 : 連鎖、等顯性、多基因遺傳等 ) 單基因雜交遺傳(Monohybrid inheritance) 孟德爾的單基因雜交遺傳實驗 (Mendel’s Monohybrid inheritance expt.) 是研究由單一對等位基因所控制的特徵 是孟德爾最早期進行的實驗 採用具單一對對比性特徵的豌豆植物 ( eg. 高莖、矮莖 ) 親代植物皆為純種 / 純種植物 (pure breeding) ? 為一雜交 (interbreed / crossbreed) ? 單基因雜交遺傳(monohybrid inheritance) 實驗 I (Experiment I) 親代 (P): 純種高莖 X 純種矮莖 第一子代 (F1) : 全為高莖 雜種 (hybrid) 沒有矮莖植株 孟德爾的分析 : 他認為高莖這特徵是顯性的 (dominant) 實驗 II (Experiment II) 第一親代 (F1) = 親代 : 雜種高莖 X 雜種矮莖 (自體受精) 第二子代 (F2) : 1064 株 787 高莖 277 矮莖 高莖 : 矮莖 = 2.84 : 1 ~ 3 : 1 (單基因雜交比) 實驗 II (Experiment II) 孟德爾的分析 : 生物的配子內必有一些「因子」將親代的性狀遺傳至其子代 雜種必從兩親代各取得一個「因子」 生物的性狀是由「因子」控制的 矮莖特徵應在 F1 子代中存在, 但卻未能在 F1 子代中成功地顯露, ∴ 矮莖這性狀是隱性的 其他單基因遺傳實驗 孟德爾的結論 (Mendel’s Conclusion) 因親代經純種育種，高莖品種必有兩個高莖因子，矮莖植物亦然 F1 子代從各親體的配子接收受一個因子(即一高莖因子及一矮莖因子) 兩個不同的因子並不在 F1 子代內混結，反而各因子保持其獨立性 高莖因子較矮莖因子顯明，? 高莖因子屬顯性，矮莖因子則屬隱性 孟德爾第一定律 - 分離定律(Mendel’s first Law - Law of segregation) “the characteristics of an organism are determined by internal factors which occur in pairs. Only one of a pair of such factors can be represented in a single gamete ” “ 生物體內的每個特徵也由成對的內在因子控制，成對的因子在配子形成時分離，每個配子只攜載一個因子 ” 遺傳圖解示單基因雜交遺傳(Genetic diagrams) 設 T 代表控制高莖的顯性特徵 t 代表控制矮莖的隱性特徵 純種高莖 純種矮莖 親代 (P) : TT x tt 配子 (G) : T t 第一子代 (F1)