2013年10月4日 星期五

為什麼多基因遺傳的性狀呈現連續性變化?


欲說還休 欲說還休 卻道天涼好個秋
〈醜奴兒〉 辛棄疾
這個問題充分凸顯出國中生物課程最讓人討厭的地方,老是出現一些讓人想解釋又無法說明的內容;想解釋,自然是因為解釋之後同學才能理解,問題是有太多細節學生根本沒學過,也沒有足夠的時間談,更實際的理由是,這些內容不會出現在試題中,何必浪費其他學生的時間呢,於是只得欲說還休,卻道天涼好個秋。
幸好學習並不只侷限在課堂上,只要你有企圖心,何時何地都是讀書天。所以在這裡讓我們重新回到本篇標題的問題上:為什麼多基因遺傳的性狀呈現連續性變化?多基因遺傳性狀的意義與特性以前談過(請參閱:孟德爾遺傳律之外),所以我們現在關注的是性狀連續性變化背後的原因。藉由這個問題的討論可以讓我們理解,天才可能出自平凡人之家。
假設某一性狀由三對基因控制不同對顯性基因間有相同的性狀影響力,且顯性基因的數量越多對該性狀的貢獻程度越大。現有一對親代的基因型組合為AaBbCc × AaBbCc請問這對親本可以產生幾種不同性狀的子代?
要推子代的基因型與表現型最好使用棋盤方格(如下圖),清晰明瞭。

不過要列出棋盤方格的內容前必須先知道親代產生的配子基因型。大家應該還記得,配子的產生必須經過減數分裂,減數分裂的過程中位在同源染色體相對位置上的對偶基因(AaBbCc)也會跟著同源染色體彼此分離,而不同對偶基因間則會自由分配地組合在一起(若無連鎖的話)。所以這兩個親本都會產生如下八種基因型的配子:ABCABcAbCaBCAbcaBcabCabc,棋盤方格推算出來的子代基因型如下:


      
        說好的清晰明瞭呢?簡直一個頭兩個大!在你詛咒人之前請先想想,多基因遺傳的性狀判讀關鍵是在基因型還是基因型中顯性基因的數量上?數量才是重點,別忘了多基因遺傳又稱為量的遺傳。所以我們把棋盤方格的內容全部轉換成顯性基因的數量,請看:


 

是不是一目瞭然了呢?算算看,在表格內子代欄位裡出現幾種不同的數字?不同數字就代表不同性狀表現。0123456,共有七種數字,所以答案是這對親代可產生七種不同性狀的子代。而且你也注意到了這些數字是連續的,因此這些性狀在族群內會呈現連續性變化。
還有一點,你如果把每一種數字在表格中出現的次數統計一下;0=>11=>62=>153=>204=>155=>66=>1(),並且將其轉換成XY座標圖,將會出現你很熟悉的圖形,(如下圖)這就是常態分佈圖,多基因遺傳的特徵。為什麼你會很熟悉?班上同學的身高、成績分布不都長這樣嗎?最後,歹竹出好筍的原因也在表格中呈現出來了,就是那個數字6,以及它的出現機率1/64

 註:1615201561,這是數學二項式展開後其中一組係數。高中生物的機率計算用得著,請留意。

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