色盲是怎麼遺傳的？
眼睛中有兩種感光細胞：視錐細胞能分辨顏色，視桿細胞不能分辨顏色但是感光能力強。魚類、鳥類和爬行動物視網膜上都有大量的圓錐細胞，因此可以辨別顏色，但是哺乳動物中有辯色能力的動物並不多，但是夜視能力卻比較好。靈長類動物能夠辯色，這就包含了人類。
但是，並不是所有人的辯色能力都是相同的。比如，大家能看出這張圖中的數字嗎？
這個數字是2。如果不能順利分辨出這個數字，說明您可能是一名紅綠色盲或色弱患者。
色盲的發現
英國化學家、近代原子論的創立者道爾頓是色盲的發現者，所以色盲症也被稱為道爾頓症。
有一年的聖誕節，道爾頓為母親買了一雙深藍色的襪子表示自己對老人的孝敬。當他送給母親時，母親卻厲聲責問他，為什麼買一雙紅色襪子。依照當地宗教習俗，婦女禁忌紅色。由此道爾頓才發現自己的辨色能力與眾不同。對此他經過認真的調查，發現他哥哥也和他一樣，具有不正常的辨色能力，另有一些人也具有這一病症。1798年，他出版了第一部論述此問題的科學專著《關於色彩視覺的離奇事實》。
現在我們認識到，色盲是一種很常見的遺傳問題，並不能稱之為疾病。在某些特定情況下，色盲人群會比普通人群更加適應環境。紅綠色盲者非不能分辨任何顏色，只是對於某些顏色的感受與常人不同。比如紅綠色盲看到的情景如下。如果一個人不能分辨任何顏色，只能看到黑白的世界，就稱為全色盲，全色盲在世界上比較少見。
（正常色覺和紅綠色盲看到的不同情境）
遺傳
色盲到底是如何形成的呢？為了解釋這個問題，我們首先要解釋一下基本的遺傳學原理。我們知道，人的特種特性都是由基因決定的，而基因的載體是染色體。人體有23對46條染色體。其中22對染色體為常染色體，而一對染色體稱為性染色體。性染色體決定了人的性別。
女性的兩條性染色體大小形態都相同，稱為X染色體。男性的性染色體中一條是與女性相同的X染色體，另一條則小得多，稱為Y染色體。於是常用「XX」表示女性，用「XY」表示男性。
性成熟時，男性會產生精子，精子中只有23條染色體，是正常體細胞染色體數目的一半，它是際上是在人體的23對染色體中每對隨機抽取一條形成的，那麼第23條染色體即可能是X染色體，也可能是Y染色體。同樣，女性產生卵子，也含有23條染色體，其中第23條染色體一定是X染色體。當精子與卵子結合形成受精卵時，對應的染色體結合，也就是說孩子的染色體一半來源於父親，一半來源於母親。尤其是第23對染色體，如果是兩條X染色體結合，就會生出女孩，如果是一條X染色體和一條Y染色體結合，就會生出男孩。
顯性基因和隱性基因
染色體上的各種基因決定了生物體的特徵，基因在每對染色體上對應的位置成對存在，其中一個影響力大，能夠決定後代的性狀表現，稱為顯性基因；另一個影響力小，不能單獨決定後代的性狀表現，稱為隱性基因。
我們常用A表示顯性基因，a表示隱性基因。一對基因就有AA，Aa，aA和aa四種可能。只要含有顯性基因，生物體就表現出顯性特徵，比如AA，Aa和aA。只有一對基因都是隱性基因aa時，生物體才表現出隱性特徵。比如雙眼皮就是顯性特徵，單眼皮就是隱性特徵。
如果某些遺傳特徵的基因是位於性染色體上，就稱為伴性遺傳。紅綠色盲是典型的伴性遺傳特徵。控制色覺得基因位於性染色體中的X染色體上，色覺正常是顯性特徵，色覺異常是隱性特徵。
我們用A表示正常色覺基因，用a表示色盲基因，男性只有一條X染色體，所以色覺基因攜帶情況只有XAY和XaY兩種，XAY是顯性特徵：色覺正常，XaY表現為隱性特徵：色盲。
女性有兩條X染色體，所以色覺基因攜帶情況有XAXA，XAXa，XaXA，XaXa，其中前三種由於有顯性基因A，表現為色覺正常；第四種兩個色覺基因都是隱性，表現為隱性基因：色盲。
由於女性有兩條X染色體，只要有一條含有顯性色覺基因A就不是色盲，而男性只有一條X染色體，如果攜帶色盲基因a就是色盲，所以男性色盲律遠高於女性。全世界範圍的男性中紅綠色盲約佔8%，而女性中紅綠色盲約佔0.5%。色盲概率如此之高，與左利手的概率相差無幾。如果在一個班級中有50名同學，其中有色盲的概率大約是90%，所以色盲是一種非常常見的遺傳特徵。
父母有色盲，孩子一定色盲嗎？
那麼，父母如果是色盲，孩子就一定是色盲嗎？我們不妨來分析兩種典型情況：
比如，如果一個完全正常的女性（XAXA）和一個色盲男性（XaY）結合，孩子的性染色體中一條來源於母親，另一條來源於父親。母親一定給出XA染色體，而父親可能給出Xa染色體，也可能給出Y染色體。
如果生的孩子是女孩，那麼就是XAXa，這種情況下孩子的表現是正常的，但是是色盲基因攜帶者，她可能會把這條色盲基因傳給自己的下一代。
如果生的孩子是男孩，那麼就是XAY, 這種情況下孩子不光表現是正常的，而且父親的色盲基因被拋棄了，孩子的色覺基因也是完全正常的。
也就是說：如果一個完全正常的女性和色盲男性結合，生的孩子一定是表現正常的。但是如果是女孩，將會是一個色盲基因攜帶者。
那麼，如果一個色盲女性（XaXa）和正常男性（XAY）結合，情況又是如何呢？母親給出一條性染色體，必然是Xa，男性給出的性染色體可能是XA也可能是Y。
如果生的孩子是女孩，那麼性染色體是XaXA, 此時女孩表現是正常的，但是是色盲基因攜帶者。
如果生的孩子是男孩，那麼性染色體就是XaY，此時男孩只有一個a的色盲隱性基因，因此表現為色盲。
也就是說，媽媽如果是色盲，則兒子一定是色盲。
正常父母也能生出色盲孩子？
還有同學問：為什麼我的父母都是正常的，而我是色盲呢？這是因為，你的母親一定是色盲基因攜帶者XAXa，而父親是正常的XAY。此時如果生出女兒，性染色體情況為XAXA或XaXA，都表現為正常，生齣兒子是XAY或者XaY，其中XAY是正常，而XaY表現為色盲。也就是說，媽媽是色盲基因攜帶者，孩子有1/4的概率是色盲。如果是兒子，則有1/2的概率是色盲。
絕大多數的遺傳缺陷在生物進化的過程中都被淘汰了，但是色盲能夠長期保持下來，就是因為他是最不影響生活的遺傳缺陷。而且，在某些特定情況下，比如暗光等情況下，色盲者可能會比常人具有更好的視力。只是，由於有些專業需要辯色能力，所以色盲的同學在高考報考時不能報考化學、醫學、生物、交通等相關專業，不能辨別紅綠燈的色盲人群也無法取得駕駛執照，給生活帶來了一定的不便。
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李永樂
李永樂老師：北京大學物理與經濟雙學士，清華大學電子工程碩士；北京市中學物理教師/物理競賽教練。從教十年，培養清華北大學生200餘人，國際奧賽、亞洲奧賽、國家奧賽金牌十餘名。
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