2013年10月9日 星期三

問.答



老師不好意思冒昧請教複製羊的相關問題,

卵細胞來源為黑面,細胞核來源為白面,

不過參考書上寫卵細胞在受精之前就會預先合成胚胎發育初期所需的mRNA

難道植入細胞核後,原本黑面卵細胞中的mRNA對結果一點影響都沒有嗎?

還是說這些mRNA只在器官發育初期有作用,到後期影響便不怎麼大了?

分化的意義從基因的層次上來說就是部分基因的靜默,即不再表現mRNA的轉錄作用,例如在基因的DNA序列上發生甲基化就能產生此效果。細胞分化是多細胞生物的特徵,不同種類的細胞存在細胞分工現象,因此每種細胞都被關閉了部分的基因,而只表現與功能執行相關的基因群。這種分化過程從胚胎發生的最初階段就開始了,就是你引用參考書的一段話:「卵細胞在受精之前就會預先合成胚胎發育初期所需的mRNA」,這些特定母源基因的mRNA會在卵母細胞內的特定位置累積,而這將預先決定將來胚胎發育時體軸的形成。例如: 果蠅某種mRNA 在卵母細胞後端的累積將決定胚胎時期腹部的形成與生殖細胞的產生。所以植入外來細胞核後,原本黑面卵細胞中的mRNA是會對胚胎發育產生影響的,只不過這些mRNA只在胚胎發育初期有作用,到後期便無影響力了原因是這些母源基因已經靜默,且mRNA的壽命是很有限的延伸閱讀:1995 Nobel prizehttp://ls.tcu.edu.tw/mdlin/detail.php?recordID=3

 

......所以卵細胞預先存有的mRNA只是用來決定體軸極性,決定身體發育的大方向,和往後細部的發展(比如說白面或黑面)沒有什麼關係,我這樣的想法對嗎?

再請問一下,生物老師針對卵細胞預先合成mRNA的解釋是:卵裂時速度太快了,來不及轉錄分裂時需要用到的mRNA,所以要先做好;就像這個網站說的:in these early stages the rate of cell division is so rapid that transcription from the embryonic genome cannot occur

有點奇怪,既然分裂得這麼快,快到來不及轉錄,難道就來得及轉譯嗎?還是只是想要簡化問題,用比較簡單的解釋讓我們接受"卵細胞會預先合成一些mRNA"的概念?

我不敢講對或是錯,但我認同你的理解。胚胎發生的最初時期所擁有的某些性狀只具有階段性功能;如同鷹架,用完即可拋棄,而且往後也不再需要,因此預先轉錄在卵細胞內的mRNA,我認為主導的就是鷹架(蛋白)的合成,其他細部性狀的產生就由細胞核內的基因接手控制。

卵裂有一個重要的特徵:細胞分裂之後,細胞越變越小,這與一般細胞必須生長到一定大小才啟動分裂機制有很大的不同,你認為理由何在?此外,卵細胞內含有比例不低卵黃,其中含有大量脂質;內含不少的磷脂與膽固醇(細胞膜的主要成分),又以雞蛋為例,卵黃外還有大量的蛋白。這些事實能否為你釋疑?分裂得這麼快,快到來不及轉錄,難道就來得及轉譯?我想不是來不來得及的問題,而是已經準備好足夠的蛋白質,不須轉譯新蛋白,準備好的卵只是在等待受精後的卵裂行為,因為一切材料準備就緒,所以才能分裂得如此快速。

卵是有極性的,這個極性從前以為只因卵黃分布不均,現在顯然還要加上mRNA的分布不均,很複雜,我不知道是不是有人已經完全理解胚胎最初行為的來龍去脈,一齊期待吧。
 

老師

影響物種染色體數目的變因是甚麼?

這問題不太好回答。你是複習到哪個單元時碰到這個問題?

就現存生物而言,染色體數目是各種生物的特徵,而且基於遺傳物質的穩定性,各物種的染色體數是不容許有太大的變動的。因此,正常情況下生物是不容許存在影響染色體數目的變因;這是會產生大規模突變的,而突變通常對生物是不利的。

達爾文的演化論推測出一個必然的結論:現存的生物一定具有一個共同的祖先,這個結論現在有許多證據支持它(為何地球上的生物都使用DNA當遺傳物質?)。所以,你提出來的問題,如果用演化的角度來看,就會比較有意義。

你一定注意到了,現在多數生物細胞內的染色體往往兩兩成對;這是有性生殖的結果(精卵必須受精,精卵各自帶有一套相同數目的染色體),但生物一開始只行無性生殖,顯然後來的有性生殖對生物的演化(生存)較具優勢。請你想像一下原始的大海裡,充斥著各種生物的雌雄配子,各自帶著不同數目的染色體,若不同物種但親緣相近的配子碰巧受精並且還能夠生存及繁衍後代,那麼新的物種就誕生了,同時也創造出與原來物種都不相同的染色體數。

有一種物質叫秋水仙素,它可以用來創造三倍體的無仔西瓜,這是一種簡單的影響物種染色體數目的變因。這個事實可以讓你聯想到什麼?為什麼大自然會產生並保留這種秋水仙素以改變物種的染色體數?這不矛盾嗎?你可以合理化這個現象嗎?(請你把這當作訓練提出假設的練習)

 

既然有可以改變植物染色體的物質(而且變的更好)

那只要找到對於動物無害的那個變因

應該也可以複製此結果吧

改變染色體就是突變,突變通常有害(講幾遍了?為什麼?你自己回想,我說過),好的突變不是不可能,但機會太低。我們無法得知突變的方向,因此無所謂誘導突變往更好的目標。人們在育種過程中,會使用突變技術,但這過程很像亂槍打鳥;完全逢機,有一句成語可以形容:一將功成萬骨枯,這對實驗生物來講是很殘忍的。

現在要把一個會造成突變的因子施加在動物身上,這恐怕會引來保護動物協會的人士的抗議,所以目前科學家如果能用細胞株做類似實驗的話,他們是不會想進行活體實驗的。

至於複製結果,這是當然的,只要是符合科學方法的運作邏輯,在控制變因皆相同的條件下,相同的一個操作變因必然導致相同的結果。不過動植物細胞畢竟是不同的,適用植物的變因未必在動物上行得通。

 

老師你好,維管束鞘細胞的葉綠餅退化,

但仍保留未折疊的類囊體,這是否和固氮作用中的異型細胞相似呢?

光系統II大多分布在葉綠餅處,而此處退化了,

也就是刪去光系統II,失去裂解水的功能,

但仍保留循環電子傳遞鏈以製造ATP供給暗反應?

在固氮作用中防止水的裂解是怕氧氣破壞,

C4植物中是否也是希望以此降低氧氣濃度以防止光呼吸,

同時又可製造一些ATP以供使用呢?

異形細胞與維管束鞘細胞的類囊膜都有退化現象,並且還都只保留了能進行循環式磷酸化作用的光系統 I;前者利用它產生的ATP進行固氮作用,後者則是用來補償C4植物在濃縮、使用CO2過程中的能量耗損。這樣的雷同,難怪你會有如此的聯想,我只能說在演化的過程中,有利的性狀就會被保留下來,然後在我們想像不到的時機,因為克服了某種環境的壓力就被放大了出來。

至於這兩群細胞不約而同地都刪除掉光系統 II,就像你說的,避免產生氧氣以保全固氮作用相關的酵素以及減低光呼吸作用的程度。不過科學家們實在不願意相信光呼吸作用只是演化中殘留下來的遺跡,因此一直在找尋更有力的理由來說明光呼吸作用的存在,抄一段課文給你看:We now know that, at least in some cases, photorespiration plays a protective role in plants. Plants that are impaired in their ability to carry out photorespiration (due to defective genes) are more susceptible to damage induced by excess light.

 

嗯,維基百科表示光呼吸可以消耗過多的ATPNADPH,在高溫高光強下氣孔關閉使暗反應停滯時尤為重要。只不過為什麼ATP過多時,容易使PSII產出單態氧呢?

現在我們知道光呼吸過程中可以清除掉部分氧氣,顯然過多的氧氣是會毒害細胞的。

那麼為何過多ATP會造成氧自由基的增加?我猜原因之一是呼吸作用被高比值的ATP/ADP抑制了,當減氧的呼吸作用被抑制之後,氧的濃度又在光反應中持續增加,更糟的是此時氣孔還在環境壓力下關閉。最終結果就是氧氣在細胞內累績,並代謝成能毒害細胞的氧自由基型態。

 

老師為什麼只是因為排列組合不一樣就能對物質性質有這麼大的影響?像是碳能導電而鑽石不能

這個問題很複雜,不過正可顯示化學是門很有趣的學問。

就以你提到的石墨(不要用碳這個字;碳是原子,石墨與鑽石則是碳原子以不同方式組合而成的不同物質)與鑽石的導電差異來說明。物質能導電是因為它的結構中存在可以游離的電子;該電子原本位在離原子核最遠的外層軌域被稱為價電子,若它們沒有與其他原子共用(未被束縛),在特定電場中這個電子就能移動形成電流。石墨的分子結構中每個碳原子都接了三個碳原子;但碳原子有四個價電子,於是留下一個可游離的電子,故石墨可導電。相對的,鑽石分子中的碳都接滿四個碳原子,換言之,每個碳都無價電子可用以游離,故為非導體。

物質的化學特性通常決定於價電子,而原子間與分子間的重新排列組合可以改變價電子的量與性質,因此,排列組合不一樣就能對物質性質產生很大的影響。

 

熱的物體膨脹是因為分子來回運動把周圍的分子推開,那麼水的冷漲熱縮是怎麼回事?

水在冷卻過程中,水分子間的排列會由混亂狀態變成規律的結晶(冰晶),而低溫結晶狀態的水所佔據的空間比高溫液態時來得更多,因此水在低溫環境下結冰時的體積會增加。附上一張圖給你參考。




水在冰點前後的分子狀態。左圖為固態水的結構;右圖則為液態水。看得出來嗎?左側的固態結晶體,水分子間的距離比較大,所以它的體積也較液態水來得大。造成這種現象的原因是,水分子間存在氫鍵(http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%AB%E9%8D%B5)。由於單一氫鍵的能量並不高,因此在較高溫的環境下,特定氫鍵很容易因為其他水分子本身的動能而遭到破壞(水分子彼此間發生撞擊,此動力大於氫鍵的鍵能),不過隨即可以再與周圍其他水分子建立起新氫鍵。隨著環境溫度的下降,水分子的動能跟著下降到不足以瓦解水分子間的氫鍵,此時的水分子開始被眾多的氫鍵束縛住,不再能夠自由的轉動、移動,只能以振動來表現它們僅存的動能(外在指標就是溫度)。水分子的結構中帶有兩個由氫原子組成的正電端與兩個由氧原子組成的負電端,此現象造成每個水分子最多可以和其他水分子形成四個氫鍵;若是在冰晶中則是以一定的角度形成氫鍵並產生規律的四面體。此冰晶四面體所佔有的空間比起不規律角度形成氫鍵的液態水還要大,所以水在冷卻過程中體積會稍微變大。但這種冷脹熱縮的現象只會在冰點附近的溫度區間中發生,超過攝氏四度以後,水還是冷縮熱脹的。

 

那既然機會如此渺茫 為何需要擔心基改作物會與近緣野生雜交造成基因汙染呢?? 例如基改玉米與玉米的野生近緣種雜交 這兩種已經算是"不同種"了為何需要擔心呢?

基改作物的內容是這些憂慮的原因。有一種基改作物是插入了蘇力菌毒蛋白基因,它可選擇性毒殺鱗翅目昆蟲的幼蟲;還有一類是插入抗除草劑基因,這可避免作物遭除草劑傷害。由於生物有大量繁殖的潛能,因此就算基因汙染現象的發生機率很低,當乘上生物潛能之後,還是會得出一個不小的數值,事實上野外也的確偵查到基因汙染現象,因而可能導致非害蟲的鱗翅目昆蟲受害又或是超級雜草的產生,所以這種憂慮是可以被理解的。然而我還是贊成基因改良作物的技術繼續下去,那是因為,基改作物除了可以解決糧食問題之外,我還認為這類憂慮有點太過憂慮了。當一個性狀沒有天擇壓力的篩選時(例如除草劑不會出現在野外造成選汰壓力),它很有可能被剔除掉以節約能源;這種現象在細菌上已被證明。所以我才會說這類憂慮是種幽靈。

 

請問近緣生物之間可以"自然"雜交而產生有效後代嗎? 曾看到考卷上敘述:基改作物種植於田野間,可能會與 近緣植物產生雜交,造成基因汙染 請問不同種植物之間為什麼可以"自然雜交"? 都已經是不同種了 如果真的成功的話,那子代是否是有效後代?

種子植物的自然雜交過程就是授粉,如果授粉的媒介不是特化的動物而是風或是其他沒有選擇性的力量,那麼種子植物其實是非常容易發生不同種的雜交現象,但植物還是有專屬於它們的生殖隔離機制;例如錯開開花時間、柱頭上的養分濃度差異……所以,如果不同種生物產生的有效子代指的是有生殖能力的子代的話,那麼發生的機率將會非常非常低,因為生殖隔離的高牆不容易跨越,但並不是不可能。這個結論適用動物與植物。

 

老師我想問一個問題,

大家都耳熟能詳脂溶性物質可以用簡單擴散穿過細胞膜,

可是既然它是脂溶性的,為什麼不會就這樣卡在膜上呢?

雖然和濃度梯度有關,只不過這就有點像是萃取,

如果在脂質中溶解度比較好,為什麼還會願意再回到水溶液的界面中呢?

溶解,是以眾多分子間的互動來完成的現象,一個分子能溶解另一個同性質的分子嗎?所以由兩層脂質分子組成的細胞膜對脂溶性物質而言並無溶解的意義。

脂溶性物質可以用簡單擴散穿過細胞膜,其實就是字面上的意思,細胞膜不會去阻擋脂溶性(小分子)物質的擴散,對這些分子而言,細胞膜彷彿不存在似的想進就進、想出就出;擴散作用本就是如此,只要有濃度差,分子們在大的趨勢上就是高濃度流向低濃度。

至於萃取,它是一種分配係數的結果,這世上你大概很難找得到一種絕對親水或是絕對親油的物質,因此萃取需要進行許多次才能提高物質的純度,但我可以肯定的說,純度永遠無法達到100%,意思就是一種物質永遠會同時出現在水與油中。

 

對,這裡"溶解"一詞應該說是脂質和脂溶性物質"都討厭水",

於是兩者之間相對於水有很好的混合性,可以相容。

所以我很好奇的是,今天脂溶性物質好不容易進到脂膜中,

為什麼還會願意進到"討厭的"水溶液中呢?

例如膜雙層脂質中也是有卡著些脂溶性物質的,像是膽固醇,

那為什麼其他固醇類激素者就會不斷通過,而膽固醇就可以留在膜中呢?

關鍵在於力的平衡。

固醇類激素之所以能進入細胞內是因為細胞內有個受體蛋白能與之結合,這個過程可以提供額外的動力(靜電引力),令固醇類激素擺脫與細胞膜脂質間的疏水性作用力,之後此複合體再送入細胞核啟動基因。(根據BBC的節目指出,細胞質中的骨架絲狀蛋白上存在許多機動蛋白負責將訊息輸往細胞核,我猜前述複合體就是利用此機制,若真是如此的話,這又是另一個動力來源)

如果膽固醇是單純的因為疏水性作用力而卡在細胞膜裡,那麼它是有可能被擠出來的,但是膽固醇在穩定細胞膜上扮演了一定的角色,細胞能容許它輕易地脫離細胞膜?所以合理的推測是,膽固醇與細胞膜脂質間存在非常強的疏水性作用力,又或是兩者間有產生新的化學鍵?這才使得膽固醇能穩定地留在細胞膜中。

 

老師再次請問,

讀到wobble effect時總有一個疑問:

一組反密碼子 對應 多組密碼子 → 可以成立。

一組密碼子 對應 多組反密碼子 → 正確嗎?

引述華逵選修生物精通:一種密碼子只對應一種tRNA(反密碼子)。

我讀到此時總覺得有點可疑。估算tRNA的種類數目"最小值"約略在32種左右,但生物真正擁有的tRNA種類常比32種多,如此一來不會出現各種tRNA之間密碼子對應的互補?

查了一些資料也沒有直接的答案,大多是反覆重述搖擺效應是"一組反密碼子可對應兩種以上的密碼子"而已,希望老師可以回答,謝謝。

請參閱下列網址:

http://wkl62.blog.163.com/blog/static/50799900201071694853232/

一組密碼子對應 多組反密碼子 → 正確嗎?

從胺基酸與tRNA數量上的對應來看,我想是可以的,前提是特定一組mRNA上的密碼子對應的不同反密碼,其所屬不同tRNA上攜帶的胺基酸是相同的,否則就會產生突變,而突變通常不利於生物存活。所以我們可以做以下的理解:不同生物tRNA數量上的差異,是因為在演化的過程中剔除了那些會導致死亡突變的tRNA

 

您好:

我不是您的學生,請恕我冒昧請教您,

馬纓丹花色的遺傳是否純粹顯隱性遺傳?

若生物性狀符合孟德爾顯性遺傳,則其性狀表現有明顯對比;即非黑即白。我查看馬纓丹的花色至少有白、黃、橙、紫、粉紅等表現型,因此不符孟氏顯性遺傳特性。至於馬纓丹花色的遺傳行為屬於哪一類?我猜是複對偶基因遺傳。


 

2013年10月5日 星期六

雜記

 一部沒有硬碟的電腦無法勝任複雜的作業
每次看到有人說「科學教育不需要死背知識而要活用」這類話,心中總會燃起一把無名火。科學知識沒有死記下來怎麼活用?(從自然科學不需要死背說起)一個探員不可能到了犯罪現場才翻書找資料;一位醫師不可能在手術前才研究心肝脾胃腎的位置與結構;一名教員也不可能站上講台只會照本宣科。事實上,所有技術人員的腦子裡,沒有一個不是死記許多相關知識的。死記是這一切的基礎,沒有這個基礎,別來跟我提什麼活用知識,全是鬼扯!
 
滿口仁義道德的偽君子與出口成髒的真痞子    同樣叫人厭煩!
並不是勇於做自己的人就是好的、對的;歷史上你說得出名號的偉人、罪人,哪一個不是勇於做自己?人,當然可以沉溺在自己的價值觀裡,於是滿口的髒話、粗話可以自我感覺良好地說是率性而為;欠錢賴著不還可以大言不慚地說只要合法,欠錢不還也是一種風格。讓我覺得訝異的是,這種出口成髒又價值錯亂的貨色居然開口諷刺起滿口仁義道德卻又收賄的中小學校長們!(http://mag.udn.com/mag/campus/storypage.jsp?f_ART_ID=389170)在我看來這兩種人說出口的髒話與仁義道德其背後的意義是相同的;都是一種自甘墮落,所以他們是和尚罵禿驢,半斤八兩。你會說話酸自己嗎?

他們還有一個共同點,就是不斷地鼓吹空泛的夢想,讓夢想這個詞被人濫用到聽了就想吐的地步。
優秀的人才不屑學業成績的優秀
曾經有個學生問我,真正的快樂何處尋?我說:設定目標,自我實踐,創造一些屬於自己的東西。那麼,擁有傲人的學業成績又如何呢?你覺得把書讀好(正確地說是把書裡的東西記起來),然後考試時獲得極佳的成績,這成績是屬於自己的嗎?不,才不是呢!書本裡的知識是屬於創造者的;況且這當中還有一大堆一輩子也派不上用場的知識垃圾,成績好有什麼好高興的。所以我就見過非常不屑考試成績極佳的優秀學生,他們寧願從事創作性的活動來滿足自己的心靈,從中獲得快樂。那麽「建北」的學生優秀嗎?我懷疑,為什麼?因為他們是由考試成績選擇出來的一群人。倘若只是能學會別人的東西而無法創作,這樣的人稱不上人才或是菁英。

中風是種讓人猝不及防的恐怖疾病
一個星期以前,母親腦中風了。當我初初看見她那渙散的眼神,以及雙手不聽使喚的模樣,那種震撼……,如果你曾經歷,或許你能了解我的意思。我約略知道腦中風是怎麼一回事,沒有想到的是,它的急如風火。你可能會說,腦中風不是有許多先前症候嗎?像是突然的視力變差、暈眩失衡,但這些不都是老人家本來就有的特徵嗎 就是這份粗心讓我錯失了急救的最初三小時。這是醫師後來告訴我們的,我母親患的是缺血性中風,意即腦組織因血管堵塞導致缺血過久而發生傷害最終造成中風症狀,若能在腦組織大規模壞死前的三小時內施予血栓溶解劑,或能打通堵塞的血管;惟送院後經腦部電腦斷層掃描與磁振造影(MRI)的結果顯示,腦部組織受到的傷害已無法使用血栓溶解劑,因為此時如果貿然打通堵塞的血管,將會有導致堵塞血管後方組織出血的風險,屆時後果不堪設想。因此我們只能祈求母親病情不再惡化,例如感染、腦壓升高等,醫師已無法再做什麼積極的治療了。
一個星期以後的現在,當初那份驚恐隨著母親病情的穩定好轉慢慢退去,後續的工作就是漫長的復健,令人慶幸的是,在家人、親戚朋友的加油打氣下,今天原本不能活動的半邊身體已經能做些微的動作。天佑母親。
 
除了科學,沒有新聞。
《第三種文化》
人類的歷史上,只有像萬有引力、天擇說、相對論…等訊息才配稱得上新聞,因為這些科學知識都是獨一無二的創新發現,它們都是人類極致智慧的表現。
因為荒謬,所以相信。
德爾圖良
你什麼時候聽過有人說,我相信 1+1=2?但你一定聽過,我相信神!所以,請小心,當有人睜著他那一雙清澈深邃的眼,對著你說,我相信你,其實他並沒有那麼肯定。有一部電影的名稱,詮釋的就很傳神:He's Just Not That Into You.

力求心安,追求智慧,不浪得虛名,做自己,照顧他人。
關雲娣
許多人都是死了之後才引人注目,這位 關 小姐也是。短短不到35歲的生命,留下了這麼一句堅定又柔軟的話,願她以及她的家人安息、平靜。
 
做自己,是要有主見,而非自以為是,更不能目中無人。
 
廣告是合法的謊言,說謊的人與被騙的人各取所需。
 
能被財富吸引的人,終究會因更多的財富背叛人,然後這叫人才。
獎學金是要挖掘並主動發給那些有能力但缺乏資源的人才;像是 王建煊 先生在大陸地區發起的「撿珍珠運動」,而不是敲鑼打鼓式的展現財力,這樣只會引來一堆蒼蠅。
 
工匠能教,藝術靠的卻是天分;「天才一教就完蛋」。
如果自認有藝術天分,那就開始創作吧;在台灣功利的氛圍中,可想而知這將會是一條辛苦的路,但千萬別以成為藝術家當學習的志願,藝術是學不來的。
 
心中常駐的時間軸有多長,視野就有多寬,氣度就有多大
給那些即將在北北基聯測中重分發的學生及其家長們。
 
人類終究是動物,動物殺戮求生的天性,根深柢固。
北歐,人世間理想的夢土;挪威,和平獎頒發的國度。誰能想得到,最殘忍的殺戮竟在此間展開。一切的說詞都是虛假的,恐懼,才會是唯一的動機。
 
為天地立心,為生民立命,
為往聖繼絕學,為萬世開太平。
張載
好大的氣魄。不過,總覺得張載的這些話不是一種自我期許,而是在指引學子們的人生方向。為天地立心的是科學家;為生民立命的是實業家;為往聖繼絕學的是歷史學家;為萬世開太平的是政治家,你的選擇是什麼?生物都有活下去的原始本能,所以選擇陪酒賣笑的,只是選項之一。達爾文早說過,適者生存;高尚的、智慧的、強悍的未必是倖存者。然而,人嘛,是不是要有點兒靈性?

孟德爾遺傳律之外

孟德爾以他極為聰明的腦子為我們歸納出三條遺傳法則:顯性律、分離律與自由分配律。但是生物能在危機四伏的地球上延續近40億年的生命,其複雜程度,豈是孟德爾僅從豌豆身上就能完全窺見的。因此,後世的科學家會發現許多生物的遺傳現象並不符合孟氏的遺傳律,其實並不令人覺得意外。現在我就將中學會談到的幾種孟氏遺傳律之例外情況,一一說明。

一、中間型(intermediate phenotype)遺傳又稱不完全顯性(incomplete dominance)遺傳:

        不符顯性律,意即異型合子(Aa)並非如孟氏所言,此個體的性狀表現,將由顯性遺傳因子(A)來控制;異型合子並不表現顯性性狀。

        中間型遺傳又分成兩種狀況:

     a.半顯性

          P:紅花(RR) × 白花(R’R’)
          F1:粉紅花(RR’)
          F1的基因型中,不同形式的兩個基因都無法表現出它們原來控制的表現型,因此無所謂顯性基因或是隱性基因,最終性狀是由兩個基因互相「妥協」後產生的,所以稱半顯性遺傳。

     b.等顯性(codominance)

          P:A型血(IAIA) × B型血(IBIB)
          F1AB型血(IAIB)
          F1的基因型中,不同形式的兩個基因都可以表現出它們原來控制的表現型,因此也無所謂顯性基因或是隱性基因,最終性狀是由兩個基因互相「僵持」後產生的,所以稱等顯性遺傳。

巨觀上,某基因被稱為顯性是因為它在表現型中可見,而不是因為它在某種程度上抑制了隱性基因。 從分子層次上看,當顯性基因與隱性基因在雜種個體中共存時(異型合子),它們實際上不相互作用以豌豆種子外型為例,顯性基因(表現型為圓形)決定一種酶,可將種子中的直鏈澱粉轉化為支鏈澱粉,因為直鏈澱粉可溶於水、增加滲透壓,所以當直鏈澱粉被轉化為支鏈澱粉後會降低種子的滲透壓,以減少水分的滲入。反之,隱性基因(皺紋)則製造出這種酶的缺陷形式,因此可以維持、累積直鏈澱粉以提升種子滲透壓,從而導致過量的水滲透進入種子,將來種子失水乾燥後,它就會起皺。在雜種個體中,顯隱基因互不干擾,可以產生澱粉支鏈酶,也能製造出缺陷支鏈酶,由於只要一個顯性基因便能產生足夠的澱粉支鏈酶,以去化直鏈澱粉、降低種子滲透壓,這意味著同型合子與異型合子具有相同的表現型:圓形種子。(改寫自Campbell Biology 2014版)

上述文中所謂的妥協僵持是從巨觀層面上的解釋並非微觀分子層次上的事實。基因是顯性、不完全顯性還是等顯性取決於觀察者對性狀表現型的分析。

二、複對偶基因遺傳:

          不符分離律,孟氏告訴我們,生物的性狀由成對的遺傳因子所控制,該因子在形成配子時互相分離。然而控制複對偶基因遺傳之性狀的總基因數超過兩個(對族群而言),以人類ABO血型性狀為例,控制此性狀的基因共有3個:IAIBi,其中IAIB相對於i為顯性基因(我很訝異,有些同學讀到這段文字時,居然會以為「i為顯性基因」,IAIB是隱性基因!不知道 國文 老師知道後會不會吐血?)

          值得注意的是,複對偶基因遺傳除了在總基因數與孟氏遺傳律不吻合外,其餘內容則皆可以孟氏遺傳律來做推理與說明。例如,一對夫婦的血型為A and B,若已有一O型血男孩,則可推出此夫婦的基因型為IA iIB i 。換言之,個體細胞中控制ABO血型的基因數仍是2,並且仍然遵守分離律。

          記憶重點:符合複對偶基因遺傳的性狀,其控制基因數在族群中超過2個;惟個體內仍僅有2個控制該性狀的基因。圖解如下:



三、多基因遺傳又稱量的遺傳:(高中課程)

          情節與複對偶基因遺傳相似,二者的差別在於符合多基因遺傳的性狀,其控制基因數在族群中超過2個;且個體內仍有2個以上控制該性狀的基因,如人類的身高、膚色與智力等性狀即符合此類遺傳。圖解如下:




 符合多基因遺傳的基因具有下列性質:

     1.對控制的性狀具有相同影響力
     2.表現型程度與基因數量成正比
     3.基因(性狀)的發生機率在族群中呈常態分布

延伸閱讀:為什麼多基因遺傳的性狀呈現連續性變化?

四、性聯遺傳(高中課程)

          不符自由分配律,某些基因落在X染色體上(Y染色體上通常無其對偶基因),該基因所控制的性狀與性別聯鎖出現,如人的色盲、血友病等。因為雄性僅有一條X染色體,故只要一個隱性基因便可表現隱性性狀,這說明了雄性為何較容易罹患性聯遺傳相關之疾病。

 

達爾文的天擇說(文字版)

        在賴耳的地質學原理、馬爾薩斯的人口論等書籍的啟發以及達爾文自己養殖家鴿的經驗並完成加拉巴哥群島之旅後,天擇概念的架構已經在達爾文的心中建立起來。但是基於自身的宗教信仰,達爾文並不打算在他有生之年發表他的學說,而是交給他的夫人請她代為發表。但接下來發生的事卻出乎達爾文的預料,一位年輕的科學家華萊士,獨自在馬來半島上做研究,並將研究結果寫成論文寄給達爾文看

        科學的發展是集合眾人之力完成的,因此許多自然現象的原理,常會被不同的人,在幾乎相同的時間裡發現或證明。近期最有名的例子就是AIDS的病原體HIV(人類免疫病毒又稱愛滋病毒)1984年同時被美、法兩國的科學家分離出來。(附註:2008年諾貝爾生理醫學獎得主之一是發現HIV的法國科學家,這樁科學史上的疑案就此畫下句點。)

        話說達爾文在讀了華萊士的論文後,差點兒沒昏過去,自己研究了大半輩子(50)的天擇理論,居然就這麼被一位年輕人(35)給解開了。達爾文原本也想讓賢的,好在有許多達爾文的科學家朋友深知達爾文在演化學上的功力,因而勸他與華萊士聯名發表天擇論文,這才使他打消放棄的念頭,並在1858年發表了影響後世極為深遠的演化論。你想想,有誰能夠撼動上帝的地位?能有這樣的本事,你說達爾文的演化論,影響大不大?今天我還是把焦點擺在科學事實上,至於後續影響就給科學史學家們去研究與探討了。

        達爾文的天擇說,到底說些什麼?等等,前面不是說華萊士與達爾文聯名發表的嗎?那華萊士呢?雖然華萊士很敬重達爾文,但在一件事情上卻和達爾文意見相左,就是人的智慧。達爾文認為人類的智慧是演化上最極致的表現,單憑這一項本事,人類無需有像獵豹般的速度、河馬般的力量、鱷魚般的防護盔甲所有你想的到有利於生存的特質,人類的智慧都可以替代,因此人類所向無敵。此外人類的智慧還為我們帶來一項其他生物沒有的本事,預測。至於預測的好處,只要你去問任何人想不想有這個能力?你就應該知道答案了。但是華萊士卻認為人的智慧是上帝的傑作,因此兩人便漸行漸遠,後來達爾文獨立完成《物種原始》一書,攀上學術生涯的頂峰,反觀華萊士則無重大研究成果(當然,更可能是我才疏學淺、孤陋寡聞所致),因此後世便把演化論的桂冠完全給了達爾文。

        言歸正傳。天擇說,到底說些什麼?以下圖說明之:


註解
        1.產生變異:基因突變、基因重組à演化的原動力
        2.過量繁殖:普遍的事實(請勿寫成大量繁殖)
        3.生存競爭:食物、空間à取得生殖權:意即傳遞DNA的權利
        4.在適者生存與不適者淘汰過程中物種的形象發生變化。
           若從基因的角度思考便是:基因在族群中的發生頻率改變性狀由基因控制 基因發生 頻率改變即改變物種形象
        5.
適應策略包括:
           a.型態適應:枯葉蝶保護色、箭蛙的警戒色、竹節蟲的擬態、風媒花
           b.生理適應:冬眠、有害生物的抗藥性(這是天擇不是人擇,就算抗生素與農藥是人施放的)…
           c.行為適應:蛾類晝伏夜出

有關天擇說的其他重點:
        1.天擇可以決定生物演化的結果(方向)。
        2.因為環境的變化(天擇)無法預測,所以演化並無方向性。
        至於生物的形象為何在天擇的作用下會發生改變,我再用一張圖說明一次:



        天擇說講完了,綠青蛙可用天擇說解釋、黃蚱蜢也可以、針狀葉的仙人掌、人的尾椎數不清的例子支持達爾文的天擇說,所以除非你是宗教基本教義派,否則天擇說的真實性,還真是無庸置疑。但是你怎麼解釋華而不實的孔雀的尾巴?天堂鳥的羽飾?還有看起來有點兒蠢的漂亮金魚?(我有在影射那些伸展台上,光鮮亮麗的人們嗎?喔,不。我發誓我絕對沒有那個意思!)

        讓我們先想想下面的問題:據說(因為我沒看過武俠小說)東方不敗為了練成絕世武功,把自己給閹了。毫無疑問他是最強的,沒人傷的了他,更別說會要了他的命。套到我們現在正在討論的課題上就是:東方不敗這個個體的生存優勢極強,原本是屬於適者生存的那一群人。但是,他卻沒有辦法產生子代!你想,在演化過程中,這種人會受到大自然的青睞嗎?顯然不會,大自然要的是最多的DNA。既然大自然未必喜歡最強的個體,而是選出最有效率的DNA複製、傳遞者,於是就有些「投機取巧」的物種,乾脆放棄追求最有效率的獵殺與最有效率的逃避之類的武器競逐,投身到「健美」或「整形」市場,以「美」取勝。我為何非得跟其他同種個體拼個你死我活,我的生存目的很單純,就一個:傳遞我的DNA。或許孔雀很容易因為拖著那束漂亮的尾巴(其實動物們並沒有那樣膚淺,漂亮的羽飾與壯觀的開屏行為背後代表的是健壯的體魄和健康的生理機能),而被掠食者捕捉;但因為更容易吸引異性,而達成傳宗接代的目的,因此孔雀在演化的過程中存活了下來。達爾文說這是性擇。

        那金魚呢?這是人擇。對生物的特定性狀以滿足人類的需求為選擇標準,不符人類需求的個體便遭淘汰,長久以來的育種行為便是一種人擇的過程。因為人的淘汰力量比環境的更精準且快速,所以人擇的速度比天擇更快。最後再補上兩大演化觀念的比較:


延伸閱讀
天擇說的雜音
天擇模型的探討
雞生蛋?或是蛋成雞?

20190408
趣聞:

勿進添則;為什麼第一個就是我?不,我絕不承認!我發誓,課堂上我絕對不曾寫過勿進添則!


不信邪,試試Google大神,嗯,果然是大神,比較正常一點,第二頁我才出現。冤枉啊~~~