一、爲何兄弟姐妹的基因只有一半相同?
要解釋這個問題,我們需要從人類的遺傳學(Genetics)基礎說起。簡單來說,兄弟姐妹的基因平均只有一半相同,是因為他們的基因組都是由父母各提供一半,而且這個過程是隨機的。
遺傳學的機制
1. 基因的單位:染色體 (Chromosomes)
人體每個細胞核內有 23 對,共 條染色體。
其中 條來自母親(卵子)。
另外 條來自父親(精子)。
因此,每個人都繼承了父母各 的遺傳物質。
2. 生殖細胞的形成:隨機分配 (Random Assortment)
當父母製造精子或卵子(即生殖細胞)時,遺傳物質必須減半,這個過程稱為減數分裂 (Meiosis)。這是關鍵所在:
父母的 條染色體會分成兩半(各 條),分配到各自的生殖細胞中。
這個「分組」的過程是完全隨機的。 想像你有兩套 23 條染色體(一套藍色代表父親給你的,一套紅色代表母親給你的)。當你製造精子或卵子時,你必須從這 46 條中隨機選出 23 條。
每條染色體被選中的機率都是 50%。
3. 兄弟姐妹的繼承:兩個獨立事件
當一對兄弟姐妹誕生時,他們從父母那裏繼承的基因組是兩個獨立的、隨機的事件:
對於父親: 哥哥從父親那裏獲得了一組 23 條染色體,妹妹也從父親那裏獲得了另一組 23 條染色體。由於減數分裂的隨機性,妹妹獲得的 23 條染色體,與哥哥從同一位父親獲得的 23 條染色體,平均只會有一半是相同的。
對於母親: 同樣的隨機過程發生在母親身上。
50% 的平均值從何而來?
因此,兄弟姐妹之間的基因相似度是這樣計算的:
| 來源 | 繼承自父親的 | 繼承自母親的 |
| 平均相似度 | 的 基因是相同的 | 的 基因是相同的 |
| 數學計算 | (即 ) | (即 ) |
| 總和 |
所以,平均來說,非同卵的兄弟姐妹(全手足,Full Siblings)的基因有 50% 是相同的。
請注意: 50% 是一個平均值。由於繼承過程的隨機性,兩個全手足的基因相似度可能會從略低於 50%(例如 40%)到略高於 50%(例如 60%)不等,但很少會達到 (除非是同卵雙胞胎)。
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