112 高普考高考三級 動物技術 動物育種學 考古題詳解

核心觀念

雞的性別染色體與哺乳類相反：公雞為 $ZZ$，母雞為 $ZW$。速羽／遲羽基因位於 $Z$ 染色體上；遲羽等位基因 $K$ 對速羽等位基因 $k^+$ 為顯性。

因此，公雞有兩個 $Z$ 染色體上的等位基因，母雞則只有一個 $Z$ 染色體等位基因。母雞的 $W$ 染色體不帶此基因，基因型以 $Z^K W$ 或 $Z^{k^+}W$ 表示。

解題方法

一、公雞群與母雞群的基因頻率

公雞群：10 隻速羽公雞

公雞為 $ZZ$，速羽表型必須是 $Z^{k^+}Z^{k^+}$。因此，10 隻公雞共帶有 $20$ 個此基因座的等位基因，均為速羽等位基因：

母雞群：100 隻遲羽母雞

母雞為 $ZW$，每隻母雞在此基因座只有一個 $Z$ 染色體等位基因。遲羽表型為 $Z^K W$，所以 100 隻母雞共帶有 100 個遲羽等位基因：

二、配種後雌性與雄性子代的基因頻率

親代基因型為：

公雞只能提供 $Z^{k^+}$；母雞則以相同機率提供 $Z^K$ 或 $W$。

核心觀念

本題考查數量性狀的遺傳力、選拔反應，以及母鵝產蛋數作為雌親選拔依據時可能受到的遺傳限制。產蛋數屬於受多基因及環境共同影響的數量性狀；個體表現值可表示為 $P=G+E$，其中 $G$ 為基因效應，$E$ 為環境效應。

選拔差 $S$ 是被選留親代的平均表現值與選拔前族群平均值之差；選拔反應 $R$ 是子代平均值相對於親代族群平均值的改變。若採表型選拔，基本關係為：

其中 $h^2$ 為狹義遺傳力，表示表型差異中可由加性遺傳差異解釋的比例。若選留最高產蛋數的 40% 作雌親，且選拔差為正，通常預期子代平均產蛋數上升；題幹所述子代均值仍接近上一代，表示實際遺傳反應很小。

解題方法

先確認選拔是否造成表型上的選拔差，再判斷為何選拔反應偏小。最高產蛋數的 40% 被選留，代表雌親的平均產蛋表現高於原族群，理想狀況下 $S>0$。但子代平均值接近上一代，代表 $R\approx0$。依 $R=h^2S$，當 $S>0$ 而 $R\approx0$ 時，核心解釋是該性狀的狹義遺傳力低，加性遺傳變異少，或用來選拔的表型未能準確反映可遺傳的育種價。

應說明的遺傳原因如下：

1. 狹義遺傳力低、加性遺傳變異不足 產蛋數的表型差異若主要來自非遺傳因素，或加性遺傳變異已因長期選拔、近親繁殖而耗減，即使選留表型最高的個體，傳給子代的有利加性基因仍有限，因此遺傳反應小。

核心觀念

本題考查「保留雜種優勢」（retained hybrid vigor），也就是後代仍保有多少相對於親本品種的雜種優勢。以普氏方格計算時，可先用一個代表性基因座表示兩個無親屬關係品種的不同等位基因：令 A 品種為 $AA$、B 品種為 $BB$，則 $F_1$ 為 $AB$。

在此模型下，$F_1$ 的異型合子比例為 $100\%$，作為計算保留雜種優勢的基準。後代的異型合子比例相對於 $F_1$ 的比例，即為保留雜種優勢。此計算假設兩品種在相關基因座上可視為固定不同等位基因，且不考慮選拔、漂變等因素。

解題方法

（一）$F_1 \times F_1$ 得 $F_2$；$F_2 \times F_2$ 得 $F_3$

$F_1$ 個體為 $AB$，配子各有 $1/2$ 為 $A$、$1/2$ 為 $B$。因此 $F_1 \times F_1$ 的普氏方格如下：

$F_2$ 基因型比例為 $AA:AB:BB=1:2:1$，其中異型合子 $AB$ 占 $1/2$。以 $F_1$ 的 $100\%$ 異型合子為基準：

再計算 $F_2 \times F_2$。$F_2$ 群體的等位基因頻率為 $A=1/2$、$B=1/2$，故其配子中 $A$、$B$ 也各占 $1/2$。普氏方格仍為：

因此 $F_3$ 的異型合子比例仍為 $1/2$：

核心觀念

本題考查：

1. 系譜資料的箭號圖表示法。
2. 個體間的親緣關係係數（relationship coefficient）。
3. 共同祖先法或親緣係數遞迴計算法。

已知 A、B、C、D 為彼此非近親且無近親繁殖的創始個體，因此：

親緣關係係數可用遞迴公式計算：

• 子代與另一個體的親緣係數：

其中 $s$、$d$ 分別為個體 $i$ 的雄親與雌親。

• 個體與自己的親緣係數：

• 子代的近親係數：

解題方法：箭號系譜圖

依照親代指向子代整理如下：

亦可繪成文字式箭號圖：

A ─┬─→ E ─┐
B ─┘ │
 ├─→ H ─┬─→ I ─┐
A ─┬─→ F ─┘ │ │
C ─┘ │ ├─→ J
 └──────┘
A ─┬─→ G ───────→ I
D ─┘

其中 H 的親代為 E、F；I 的親代為 H、G；J 的親代為 H、I。

計算 H 的近親係數

E 與 F 均以 A 為親代，故 E、F 為同父異母半同胞。

首先計算 E 與 F 的親緣關係係數：

因為：

所以：

H 的親代為 E 與 F，因此：

因此：

計算 H 與 G 的親緣係數

E 與 G 均以 A 為親代：

F 與 G 也均以 A 為親代：

H 的親代為 E、F，因此：

核心觀念

本題考查人工授精與胚移置如何改變家畜的繁殖效率、優良基因傳播與族群遺傳結構，以及兩種技術在種原保存上的差異。

人工授精（artificial insemination, AI）是將公畜精液採集、處理後，以人工方式輸入母畜生殖道，使其受孕；不需公、母畜直接交配。胚移置（embryo transfer, ET）是先使供胚母畜受孕並取得胚胎，再將胚胎移入受胚母畜子宮，由受胚母畜完成妊娠與生產。

解題方法

可依「遺傳材料如何擴散」與「繁殖效率如何改變」分別分析：AI主要擴大公畜精液的使用範圍；ET則讓優良母畜在同一繁殖期間產生並傳遞較多胚胎。再比較保存所需的材料、保存條件及復育方式，判斷何者較有利於種原長期保存。

人工授精對動物育種的影響

1. 擴大優良公畜的遺傳貢獻 一頭優良公畜可提供精液給許多母畜，顯著增加後代數，使優良公畜的基因迅速散布至族群。可藉由後裔測定或育種值評估，選出遺傳性能優良的公畜大量使用。

2. 加速遺傳改良與育種素材交流 精液可冷藏或冷凍保存，並運送至不同牧場或地區使用，降低活畜運輸需求，促進場間及國際間的遺傳交流，加快優良品種改良。

3. 提高配種管理與生產效率 可配合發情觀察、同期發情及排程作業，減少飼養公畜的成本與管理負擔，也能避免公、母畜直接接觸所造成的部分傷害及疾病傳播風險。

4. 可能提高近親繁殖與遺傳多樣性流失風險 若大量使用少數熱門公畜，會增加其後代在族群中的比例，可能提高近親交配機率、擴散隱性有害基因，並降低有效族群大小及遺傳變異。育種上須以親緣資料、配種計畫及多公畜選配加以管理。

胚移置對動物育種的影響

1. 提高優良母畜的繁殖貢獻 經促排卵處理後，供胚母畜可在一次繁殖周期中產生多枚胚胎，移植給受胚母畜妊娠，使優良母畜不必親自懷孕每一頭後代，增加其一生可留下的子代數。