遺傳與基因初步
基礎子女的外貌既像父母又不完全相同，因為遺傳特徵由成對的基因決定，基因藏在染色體上的 DNA；等位基因有顯性和隱性之分，用遺傳方格可以推算性狀出現的機會。遺傳也帶來變異，令每個人都獨一無二；基因科技則帶來醫學希望與倫理思考。
- 遺傳令子女像父母，變異令每個人獨一無二；孟德爾以豌豆發現三比一的遺傳比例。
- 細胞核內有二十三對染色體，由 DNA 構成；基因是 DNA 上決定性狀的片段。
- 等位基因成對出現，有顯性（大寫）和隱性（小寫）之分；DD、Dd 表現顯性，dd 才表現隱性。
文體小知識：遺傳學科普文章由親子相似現象講起，逐步解釋基因、DNA 和遺傳規律，把微觀世界講得具體易明。
§課文原文 Passage
1看看自己和父母，便會發現有趣現象：眼睛、鼻樑、笑容都有父母的影子，卻又沒有一處完全相同。這就是遺傳與變異。早在一百六十多年前，修道院的花匠孟德爾用豌豆做實驗：他把高莖豌豆和矮莖豌豆雜交，第一代全部是高莖；第一代互相交配，第二代卻出現約三比一的高矮比例。這個規律揭示：決定性狀的因子是成對存在的，而且有強弱之分。
2遺傳的物質基礎在細胞核內。人類的細胞核中有二十三對染色體，一半來自父親的精子，一半來自母親的卵子。染色體主要由 DNA 構成，DNA 的形狀像一條扭轉的長梯子，梯級上以四種字母記錄遺傳密碼。基因就是 DNA 上決定性狀的片段：決定單雙眼皮、捲舌與否、血型等。控制同一性狀的一對基因叫等位基因，一個來自父親，一個來自母親。
3等位基因有顯性和隱性之分。顯性基因通常用大寫字母表示，例如雙眼皮的 D；隱性基因用小寫 d。只要有一個顯性基因存在（DD 或 Dd），性狀便表現為顯性；只有一對都是隱性（dd）時，隱性性狀才會顯現。用「遺傳方格」可以推算機會：父母都是 Dd 時，後代是 DD、Dd、Dd、dd，即雙眼皮對單眼皮是三比一，生出單眼皮孩子的機會是四分之一。這正好解釋孟德爾豌豆的三比一比例。
4遺傳加上變異，令每個人都是獨一無二的：等位基因的重新組合已經帶來大量變化，基因偶爾的突變更加添新差異；同卵雙胞胎的基因幾乎相同，相貌卻仍隨環境和經歷漸漸不同。基因科技在醫學上帶來希望，例如基因檢測預防遺傳病、基因治療修補缺陷基因、改良農作物品種；同時也帶來倫理思考：基因資料屬於個人私隱，不能因此歧視任何人；改變人類胚胎基因更要全球謹慎對待。科學越強大，越需要負責任地使用。
1重點摘要 Summary
子女的外貌既像父母又不完全相同，因為遺傳特徵由成對的基因決定，基因藏在染色體上的 DNA；等位基因有顯性和隱性之分，用遺傳方格可以推算性狀出現的機會。遺傳也帶來變異，令每個人都獨一無二；基因科技則帶來醫學希望與倫理思考。
2生字卡 Vocabulary
親代的特徵經基因傳給子代的現象。
DNA 上決定性狀的基本單位。
攜帶遺傳密碼的長鏈分子，形狀像扭轉的梯子。
細胞核內由 DNA 和蛋白質組成的結構；人類有二十三對。
控制同一性狀的一對基因，分別來自父母。
只要存在便會表現出來的基因性狀，以大寫字母表示。
要成對存在才會表現的基因性狀，以小寫字母表示。
生物可觀察的特徵，例如眼皮形狀、血型。
把父母等位基因排成方格、推算後代性狀機會的工具。
基因的偶然改變，可能帶來新性狀。
3逐步講解 Steps
- 第一步：由相似與不同觀察遺傳遺傳指親代把特徵傳給下一代，但子女不會和父母完全一樣，因為還有變異和基因重新組合。舉個例子：小明和爸爸一樣有酒窩，但爸爸是單眼皮、小明是雙眼皮——像的部分來自遺傳，不同的部分來自變異。觀察家人，正是認識遺傳的起點。分辨時要留意：由環境造成的改變，例如曬黑的皮膚或剪短的頭髮，並不會傳給下一代，因為它們沒有改變遺傳物質本身。
- 第二步：認識遺傳物質的位置遺傳物質收藏在細胞核內，以染色體的形式存在，上面記錄著發育的全部指令。舉個例子：把細胞想像成一間房，細胞核是中央的檔案室，裡面的二十三對染色體就是遺傳檔案，DNA 是檔案上的文字，基因則是一段段具體的指令。染色體的數目必須剛剛好：多一條或少一條都可能令發育出現問題，例如第二十一號染色體多了一條，便會引致唐氏綜合症。
- 第三步：理解成對的等位基因每項性狀由一對等位基因控制，一個來自爸爸，一個來自媽媽，組合方式決定表現。舉個例子：控制捲舌的一對基因，一個來自爸爸（T）、一個來自媽媽（t），組合可能是 TT、Tt 或 tt，共三種。成對的概念，是理解遺傳機會的基礎。配對的來源要記清楚：爸爸和媽媽各把二十三條染色體傳給子女，所以子女的二十三對染色體，必定是父母兩邊各佔一半。
- 第四步：用顯隱性判斷性狀表現顯性基因即使只有一個，也會表現出性狀；隱性基因要成對出現才會表現。舉個例子：雙眼皮 D 是顯性，單眼皮 d 是隱性；DD 和 Dd 的人都表現雙眼皮，只有 dd 才是單眼皮。帶有隱性基因而外表正常的人，稱為攜帶者。常見錯誤是以為 Dd 的人雙眼皮會較淺；其實顯性基因一出現便蓋過隱性基因，外表與 DD 完全一樣，這正是書寫基因時要分清大小寫的原因。
- 第五步：畫遺傳方格算機會遺傳方格把父母可能提供的基因全部配對，用來計算後代性狀出現的機會。舉個例子：父親 Dd、母親 Dd，方格內四格是 DD、Dd、Dd、dd——三格雙眼皮、一格單眼皮，即三比一，單眼皮機會四分之一。方格令抽象的機會變成看得見的算術。繪畫方格有固定步驟：先在上方寫出父親的兩種基因，左方寫出母親的兩種基因，再把橫直逐一配對填滿四格，最後統計各種組合的比例，便不容易出錯。
- 第六步：解釋家族中的隱性性狀隱性性狀可以在沒有表現的家族中突然出現，看似奇怪，其實有規可循。舉個例子：爸媽都不是紅綠色盲，卻生了色盲兒子——爸媽都帶有隱性基因，兒子恰巧遺傳到一對隱性等位基因。明白原理，就不會把正常的遺傳現象誤當成怪事。補充原理：紅綠色盲的基因位於 X 染色體上，男生只有一條 X 染色體，只要帶有該基因便會表現，所以色盲男生比女生常見。
- 第七步：思考基因科技的利與責任基因科技帶來醫療突破，也帶來私隱和倫理的責任問題，需要社會共同規管。舉個例子：基因檢測可提醒帶有遺傳病基因的人及早檢查，但報告屬私隱；保險公司或僱主不能因基因資料而歧視任何人。科技越強大，越要謹慎使用。現實例子包括基因改造農作物：把抗蟲基因轉入棉花，可以減少農藥的使用；不過改造食物是否安全、標籤應如何訂明，各國仍在辯論和規管。
4圖解 Diagrams
5例題示範 Example
例題：爸爸和媽媽都是雙眼皮（基因組合都是 Dd），弟弟卻是單眼皮。請解釋這是否可能，並計算他們再生一個單眼皮孩子的機會。
- 判斷可能：單眼皮是隱性性狀，需要一對隱性基因（dd）才會表現；父母都是 Dd，各自帶有一個隱性基因，可以同時傳給孩子。
- 畫遺傳方格：父親提供 D 或 d，母親提供 D 或 d，後代組合為 DD、Dd、Dd、dd 四種。
- 讀出比例：DD 和 Dd（共三份）表現雙眼皮，dd（一份）表現單眼皮，比例三比一。
- 計算機會：再生一個孩子是單眼皮的機會為四分之一，即百分之二十五；弟弟正是那次四分之一的組合。
- 答案：可能。父母雖然都是雙眼皮，但都帶有隱性基因 d；遺傳方格顯示後代雙眼皮對單眼皮是三比一，所以弟弟是單眼皮並不奇怪，再生一個單眼皮孩子的機會仍是四分之一。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1人類的細胞核內有多少對染色體？分別來自哪裏？
Q2什麼是等位基因？
Q3基因組合 Dd 的人表現什麼性狀？為什麼？
Q4父母都是 Dd 時，後代表現隱性性狀的機會是多少？
Q5寫出基因科技的一項應用和一項倫理考慮。
8重點回顧 Recap
- 遺傳令子女像父母，變異令每個人獨一無二；孟德爾以豌豆發現三比一的遺傳比例。
- 細胞核內有二十三對染色體，由 DNA 構成；基因是 DNA 上決定性狀的片段。
- 等位基因成對出現，有顯性（大寫）和隱性（小寫）之分；DD、Dd 表現顯性，dd 才表現隱性。
- 遺傳方格可推算性狀機會：Dd × Dd 的後代為三比一，隱性性狀機會四分之一。
- 基因科技帶來醫學希望，同時要守住私隱和反歧視的倫理底線。