川农大遗传学自学课件第5章.ppt

Chapter5 性别决定及与性别有关的遗传,本章要点 5.1 性别决定 5.2 伴性遗传 5.3 从性遗传和限性遗传 复习思考题,性别决定 性别的发育 性别分化,5.1 性别决定,一、动物性别决定 二、植物性别决定 三、性别决定的剂量补偿 四、激素和环境条件对性别分化的影响 五、性别控制 六、性转变与性畸形,一、动物性别决定,1.性染色体理论 2.基因平衡理论 3.H-Y抗原与性别 4.性别决定基因 5.其他类型的性别决定,一、动物性别决定,1.性染色体理论认为性别是由性染色体决定的 性染色体（sex-chromosome）：与性别决定直接相关，在异配性别生物中形态不同的一对同源染色体叫性染色体。一般是异型的，形态结构大小和功能都有所不同。 常染色体（autosome）：其余各对染色体统称为常染色体，每对同源常染色体一般是同型的，即形态结构和大小都基本相似。 异配性别： 由两条异型性染色体共同作用而形成的性别。 同配性别： 由两条同型性染色体共同作用而形成的性别。,1.性染色体理论,XY型 雌性个体的染色体组成为AA+XX，产生的配子染色体构型为A+X；雄性个体的染色体构型为AA+XY，产生的配子染色体构型为A+X和A+Y；后代的性别由雄性配子决定。 此外，XY型性别决定中包括X0型性别决定方式。如蝗虫、蜚蠊、蟋蟀等直翅目昆虫属此类。 雌性个体的染色体组成为AA+XX，产生的配子染色体构型为A+X；雄性个体的染色体组成为AA+X0，产生的配子染色体构型为A+X和A；后代的性别由雄性配子决定。,1.性染色体理论,XY型,X0型,为什么生物的性比一般为1:1？如果异常会有什么结果？,1.性染色体理论,ZW型 雄性个体的染色体组成为AA+ZZ，产生的配子染色体构型为A+Z；雌性个体的染色体构型为AA+ZW，产生的配子染色体构型为A+Z和A+W；后代的性别由雌性配子决定。 此外，ZW型性别决定中包括Z0型性别决定方式。如少数昆虫属此类。 雄性个体的染色体组成为AA+ZZ，产生的配子染色体构型为A+Z；雌性个体的染色体组成为AA+Z0，产生的配子染色体构型为A+Z和A；后代的性别由雌性配子决定。,1.性染色体理论,ZW型,Z0型,1.性染色体理论,性染色体的来源进化的结果 无性别决定 一对常染色体分化，出现性别决定 分化加深，其同源部分逐渐减少 其中一条消失，如蝗虫 ； 大部分为全雄基因，主要方向； 其中一条上的基因逐渐减少，只含与性 别无关的基因，如果蝇 。,一、动物性别决定,2.基因平衡理论 C. B. Bridges于1932年用果蝇为材料， 通过X射线照射处理后的果蝇与正常的二倍体果蝇杂交，发现：P173 通过该实验可得出如下结论：性染色体和常染色体上都存在决定性别的基因，雄性基因主要位于常染色体和Y染色体上，雌性基因主要位于X染色体上，受精卵的性别发育方向取决于雌雄两类基因系统的力量对比。 染色体组：二倍体生物的一个正常配子所包含的全部染色体称为一个染色体组。一个染色体组由若干条染色体组成，它们的形态结构和功能各异，但又相互协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，缺少任何一条均要出现异常。,2.基因平衡理论,性指数与性别的关系,例 AAAA+XXX，AABBCC+XXY，AA+XY，AA+XY,性指数（X/A）：X染色体的数目 / 常染色体组数,n与x的区别,超雌或超雄个体，其体表、外貌象正常的雌性或雄性，但身材较小，生活力很弱，高度不育。,一、动物性别决定,3.H-Y抗原与性别 4.性别决定基因 受精卵 卵裂 内胚层 未分化的原生殖嵴 中性生殖腺 皮层 优先发育 卵巢 雌性激素 雌性性征 雌性 髓层 优先发育 睾丸 雄性激素 雄性性征 雄性,分化,分化,生长发育,性别决定基因的作用,抑制,性别决定基因 如H-Y抗原基因，睾丸决定因子TDF，Y染色体性别决定区SRY，锌指蛋白ZFY基因等。,一、动物性别决定,5.其他类型的性别决定 后螠的性别决定由环境条件决定 蛙和某些爬行动物的性别决定受环境温度的影响,如蝌蚪 20 各半 蜥蜴 26-27 全 30 全 29 全,31 全 28 全 鳄鱼 31-33 各半 龟鳖 2832 各半 33 全 32 全,5.其他类型的性别决定, 蜂和蚁的性别决定由染色体倍数决定性别，由营养条件决定职能 最强壮的雄峰与蜂王交尾后死去 蜜蜂婚配飞行 蜂王获得终生享用的精子,部分未受精 孤雌生殖 雄峰n=16 吃2-3天蜂王浆 21天发育 工蜂 受精卵2n=32 幼蜂 吃5天蜂王浆 16天发育 蜂王,蜂王产卵n=16,二、植物性别决定,1.性染色体决定性别 2.两对基因决定性别 3.多对基因决定性别,三、性别决定的剂量补偿,1.巴氏小体由雌性哺乳动物体细胞中失活的X染色体在间期细胞核中呈异固缩状态（染色质高度螺旋化），形成约1m大小，贴近于核膜边缘的染色小体，又称为X染色质或性染色质。 2.剂量补偿效应指具有两份或两份以上的基因量的个体与只有一份基因量的个体的基因表达趋于一致的遗传效应。 3.莱昂假说雌性个体的两条X染色体中必有一条是随机失活的；X染色体的失活发生在胚胎发育早期（受精后的7-12天），且失活的那条X染色体在以后的细胞增殖中永久失活。,四、激素和环境条件对性别分化的影响,1.激素的影响 自由马丁 性反转如牝鸡司晨 2.外界环境条件的影响 3.环境条件与植物性别的分化,不论激素还是环境条件，只改变性别发育的方向，而不改变其性染色体组成。,五、性别控制,1.性别控制的意义 2.性别控制的方法 精子分离法 根据X、Y精子在某些物理化学性质上的差异（如表面抗原不同、质量的差异、电荷的差异等），用物理或化学的方法将其分开，再按人们的需要进行人工授精，从而获得所需要的个体。 控制受精与胚胎发育的条件 研究发现酸性环境有利于Y精子授精，而碱性环境有利于X精子授精；用雄激素处理早期XX型胚胎，使之发育为可育的XX型雄性个体，那么该个体只能产生X精子。,六、性转变与性畸形,基因平衡理论告诉我们，性别的决定取决于细胞内雌雄两类基因力量的对比，性别分化同时受遗传和环境条件的影响。因此造成性转变或性畸形的原因就有遗传和环境两大类。,1.性转变 遗传原因引起的性转变 环境原因引起的性转变,XX+tra Xytratra 配子 Xtra Ytr Xtra Xxtratra雄 XYtratra雄 X+ XX+tra雌 XY+tra雄,牝鸡司晨,Xxtratra型果蝇外形（包括生殖器）完全象雄蝇，只是精巢很小，不育,六、性转变与性畸形,2.性畸形 遗传原因引起的性畸形 A、雌雄嵌合体如果蝇腹环的雌雄嵌合体，这种嵌合体的腹环一半表现为雌性，另一半表现为雄性。这是由于 XX 型的受精卵第一次卵裂时，有一半卵裂球丢失了一条X染色体之故。 B、人类性畸形 环境原因引起的性畸形 如自由马丁,B、人类性畸形,1.先天性睾丸发育不全（Klinefelter syndrom） 又叫葛莱佛德氏症候群，患者是男性，但睾丸较小，精细管发育不全，无精子形成，常出现女性似的乳房，智能低下。进行细胞学检查发现，其染色体构型为44+XXY，有一个巴氏小体。,2.先天性卵巢发育不全（Turner syndrom） 又叫杜纳氏症候群，患者是女性，但第二性征发育不良，卵巢完全缺乏或仅有少数结缔组织，原发性闭经；从外观上看，身材矮小，肘外翻，颈部有翼状赘片；先天性心脏病或智能低下。进行细胞学检查发现，其染色体构型为44+X0。,B、人类性畸形,3.睾丸女性化 患者具有女性的第一性征和第二性征，但腹腔内有未下降的睾丸，能产生精子并分泌正常数量的雄性激素，但没有输精管；阴道短、缺或盲泯，没有子宫和输卵管，先天性闭经。细胞学检查发现，其染色体数目正常，但X染色体上有一突变基因tfm。,4.睾丸退化症（Klinefelters syndrome） 外貌是男性，身体比一般男性高，睾丸发育不全，不能产生精子，是不育的；常出现女性的乳房，智力较差。多数患者染色体组型为44+XXY，少数为44+ XXXY。此外有的患者是两性嵌合体46XY+ 47XXY，患者一侧有正常睾丸，有生育能力。,B、人类性畸形,5.卵巢退化症（Turnersyndrome） 患者外貌象女性，内生殖器也象女性，但卵巢发育不全，没有生殖细胞，原发性闭经不育。身体比一般女性矮，第二性征发育不良。此外婴儿期颈部皮肤松弛，长大后带有蹼颈，常出现先天性心脏病。大多数患者染色体组型为44+XO或（44+XO和44+XX）。,6. XYY体 外貌象男性，比普通人身材高，性情粗暴孤僻，有的智力较高。生殖器发育不良，睾丸不下降，多数不育。染色体组型为44+XYY。,B、人类性畸形,7.多X女人 X染色体多至3条以上，又称超雌体。染色体组型为44+XXX或44+XXXX，体形正常，除智力较差和心理变态外，无其他症状。有月经、能生育，子女中个别出现XXY综合症外，一般均正常。,8.多X男人 染色体组型为44+XXXY或44+XXXXY，前者表现男性，睾丸退化；后者为男性，智力发育不良，常常有斜视，眼间距宽，鼻梁扁平，有先天性心脏病，生殖器发育不良，较小。,5.2 伴性遗传,一、伴性遗传的概念 二、伴性遗传现象 三、伴性遗传的特点 四、伴性遗传的应用 五、伴性遗传的意义,一、伴性遗传的概念,1.不完全伴性基因 X与Y或Z与W染色体上有一部分是同源的，该部分的基因互为等位基因，称为。它所控制的性状的遗传行为与常染色体遗传相同。 2.全雄基因位于Y染色体非同源部分的基因称为。 3.伴性基因位于X染色体上与Y染色体非同源部分的基因称为。 全雄基因和伴性基因统称为半合基因,4.伴性遗传指伴性基因所控制性状的遗传行为。又叫性连锁遗传（sex-linked inhereitance），具体说来是指位于X或Z染色体上与Y或W染色体非同源部分的基因所控制性状的遗传行为称为。,二、伴性遗传现象,正交 P 红(X+X+)白(XwY) F1 红(X+Xw)红(X+Y) F2 X+X+ X+Xw X+Y XwY 红眼 红眼 红眼 白眼 表型比例 红眼:白眼=3:1 其中： 性全是红眼， 性红:白=1：1,反交 P 白眼(XwXw)红眼(X+Y ) F1 红眼(X+Xw)白眼(XwY) F2 X+Xw XwXw X+Y XwY 红眼 白眼 红眼 白眼 表型比例 红眼:白眼=1:1 其中： 性，红:白=1:1 性，红:白=1:1,三、伴性遗传的特点,1. 正反交结果不一致； 2.性状分离比数在两性间不一致； 3.若配子同型的性别传递伴性性状，则F1代表现交叉遗传现象，即父亲的性状传递给女儿，母亲的性状传递给女儿； 4.出现假显性现象。,四、伴性遗传的应用,1.鸡的伴性遗传与自别雌雄 根据伴性遗传规律,选择易辨别的伴性性状品系作母系进行杂交,其后代可自别雄雌。 如鸡 芦花性状：芦花基因ZB 非芦花基因Zb 羽毛生长速度：慢羽基因ZK 快羽基因Zk,P ZBW 芦花ZbZb非芦花 F1 ZBZb芦花 ZbW非芦花,ZKW 慢羽ZkZk快羽 ZKZk 慢羽 ZkW 快羽,又如家蚕中： P 油蚕XAY白蚕XaXa F1 白蚕XaY 油蚕XAXa,四、伴性遗传的应用,2.人类伴性遗传与疾病分析,人类血友病的遗传 X+XhX+Y X+X+，X+Xh 和 X+Y，XhY X+X+XhY X+Xh 和 X+Y XhXhX+Y X+Xh 和 XhY,人类红绿色盲的遗传 X+ Xb,为什么伴性遗传病男性患者远远高于女性患者？,五、伴性遗传的意义,1.理论意义 为基因位于染色体上提供了论据 2.实践意义 根据伴性遗传规律，可以预防某些伴性遗传疾病； 利用伴性遗传规律来指导生产实践，如鸡的自别雄雌。,5.3 从性遗传和限性遗传,一、从性性状的遗传 1.从性性状（sex-conditioned traits）：又称影响性状，指性状表现受个体性别的影响，颠倒了性状的显隐性关系，在一种性别表现为显性或隐性，而在另一种性别则表现为隐性或显性。控制从性性状的基因位于常染色体上。 2.从性遗传（sex-conditioned inheritance）：从性性状的遗传行为叫从性遗传。因为控制从性性状的基因位于常染色体上，所以正反交结果相同，只是性状的表现受性别的影响。由于性别的差异，雌雄个体分必的雌、雄性激素水平不同，性状的发育受性激素的影响在两性间表现出差异。 3.从性遗传现象,5.3 从性遗传和限性遗传,二、限性性状的遗传 1.限性性状（sex-limited traits）：指只在某一种性别表现的性状，控制此类性状的基因多数位于常染色体上，也有少部分位于性染色体上。 2.限性遗传（sex-limited inheritance）：指限性性状的遗传行为。 限性性状有单基因控制的单位性状，如单睾、隐睾；有的是多基因控制的数量性状或多性状复合体，如泌乳量、产仔数、产蛋性状（包括：产蛋持久性、开产日龄、产蛋量、就巢性等）等。,二、限性性状的遗传,3.限性遗传的特点 没有固定的遗传模式； 由常染色体上基因控制的限性性状在某种性别中，有其遗传基础却无