性决定与伴性遗传

1、第五章第五章 性别和遗传性别和遗传 Sex and inheritanceGuo-Hua Ding Ph.D. guohua_ 性别决定性别决定 (Sex determination): 在有性生殖生物中决定雌、雄性别分化的机制在有性生殖生物中决定雌、雄性别分化的机制性别决定机制性别决定机制Sex-determiningMechanisms环境性别决定环境性别决定Environmental sex determination（ESD）基因性别决定基因性别决定Genotypic sex determination（GSD）性染色体性染色体(sex-chromosomes)： 与性别决定明显且直接

2、相关的染色体。与性别决定明显且直接相关的染色体。常染色体常染色体(autosomes)： 与性别决定无明显直接相关的染色体。与性别决定无明显直接相关的染色体。性染色体异形性染色体异形: 体细胞中性染色体的大小、形态、结构不同。体细胞中性染色体的大小、形态、结构不同。 e.g. X 、Y性染色体。性染色体。性染色体异数：性染色体异数：体细胞中性染色体数不同。体细胞中性染色体数不同。e.g. 节肢动物蝗虫节肢动物蝗虫 female 2n=24 (11A)+XX male 2n= 23 (11A)+X0性别由性染色体决定性别由性染色体决定 (Sex is decided by sex chromos

3、ome) ZW / ZZ 家蚕、鸟类等雌性为家蚕、鸟类等雌性为 ZW ，雄性为，雄性为 ZZ。 雄蚕雄蚕 雌蚕雌蚕 合子合子 27对对+ZZ 27对对+ZW 配子配子 27个个+Z 27个个+Z 27个个+W 合子合子 27对对+ZZ 27对对+ZW（雄蚕）（雄蚕）（雌蚕）（雌蚕） 正常人类正常人类 男男 22A+XY 女女 22A+XXXY / XX 所有哺乳动物和一些昆虫。所有哺乳动物和一些昆虫。 女人女人 男人男人 合子合子 22对对+XX 22对对+XY 配子配子 22个个+X 22个个+X 22个个+Y 合子合子 22对对+XX 22对对+XY（女人）（女人）（男人）（男人）Y ma

4、leXY-正常正常; XXY,XXXY,XXXXY-异常异常 男男XX-正常正常; X0-异常异常 女女 Sex determination in Drosophila (果蝇中性别决定果蝇中性别决定 XY型型): 雌果蝇雌果蝇雄果蝇雄果蝇伴性遗传伴性遗传 (Sex-linked inheritance): 性染色体上的基因所控制的性状与性性染色体上的基因所控制的性状与性 别相关联的遗传现象别相关联的遗传现象X、Y同源、非同源部分示意图同源、非同源部分示意图X与与Y的同的同源部分源部分Y的非同源部分的非同源部分（其上基因（其上基因则为则为全雄基因全雄基因）X染色体的非同源部分染色体的非同源部分

5、（其上基因则为（其上基因则为伴性基因伴性基因）XY其上基因则为其上基因则为不完全不完全伴性遗传基因伴性遗传基因伴性遗传基因的位置：伴性遗传基因的位置：ZW型的性染色体与型的性染色体与XY相似。相似。Y染色体和染色体和W染色体非同源部分的基染色体非同源部分的基因远远少于因远远少于X和和Z染色体非同源部分基因，因此伴性遗传现象一般染色体非同源部分基因，因此伴性遗传现象一般都是都是X和和Z性染色体上性染色体上非同源部分基因群非同源部分基因群所控制的性状的遗传行为。所控制的性状的遗传行为。果蝇伴性遗传果蝇伴性遗传 Morgan et al. found in 1910Morgan 将红将红眼雌果蝇与白

6、眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，眼雄果蝇杂交， F1 代都为红代都为红眼；将白眼雌眼；将白眼雌果蝇与红眼雄果蝇与红眼雄果蝇杂交，果蝇杂交，F1 代的雌果蝇都代的雌果蝇都为红眼，雄果为红眼，雄果蝇都为白眼。蝇都为白眼。PF1白眼基因为伴白眼基因为伴 X 染色体隐性基因染色体隐性基因 , 用用 Xw表示表示P X+X+ XwY Allele X+ Xw YF1 X+ Xw X+Y 基因型基因型1:1 全部红眼全部红眼W基因传给雌性后代基因传给雌性后代,不表现不表现,仅携带。仅携带。F1 X+ Xw X+Y 互交互交 X+ YF2 X+ X+ X+ X+ Y Xw X+ Xw XwY 总表型总表型 3 红

7、红: 1白白 雄性一半红眼雄性一半红眼,一半白眼一半白眼;雌性全部红眼。雌性全部红眼。反交：反交：P XwXw X+Y Allele Xw X+ YF1 X+ Xw XwY 基因型基因型1:1 一半红一半白一半红一半白W基因传给雄性后代时性状表现基因传给雄性后代时性状表现F1 X+ Xw XwY 互交互交 Xw YF2 X+ X+ Xw X+ Y Xw Xw Xw XwY 总的表型总的表型 1 红红: 1白白 均一半红均一半红,一半白。一半白。人类的伴性遗传人类的伴性遗传 人类的人类的X连锁遗连锁遗传传血友病血友病( Hemophilia in humans ) 维多利亚女王有一个突变的血友病

8、的等位基因，她将维多利亚女王有一个突变的血友病的等位基因，她将这个疾病遗传给了她的部分儿子，并通过与其女儿的通婚，这个疾病遗传给了她的部分儿子，并通过与其女儿的通婚，将这一疾病散播在欧洲皇室中。将这一疾病散播在欧洲皇室中。 由于没有证据证明维多利亚女王的祖先有该疾病，这由于没有证据证明维多利亚女王的祖先有该疾病，这就说明女王的父母之一的生殖细胞发生突变，并遗传给了就说明女王的父母之一的生殖细胞发生突变，并遗传给了她。她。人类的人类的Y连锁遗传连锁遗传Y区段上的基因所决定的性状仅由父亲传给儿子，不传给区段上的基因所决定的性状仅由父亲传给儿子，不传给女儿，女儿，只在异配性别上表现出来的现象，只在异

9、配性别上表现出来的现象，即所谓即所谓限性遗传限性遗传(sex-limited inheritance)。例：毛耳例：毛耳芦花鸡的毛色遗传芦花鸡的毛色遗传PF1BbbbbBbB BB bBP 芦花雌鸡芦花雌鸡 非芦花雄鸡非芦花雄鸡 (ZBW) (ZbZb)F1 非芦花母鸡非芦花母鸡 芦花雄鸡芦花雄鸡 P非芦花雌鸡非芦花雌鸡 芦花雄鸡芦花雄鸡 (ZbW) (ZBZB)F1 全部芦花鸡全部芦花鸡芦花芦花:Z性染色体上的显性基因性染色体上的显性基因B 控制控制Z 染色体连锁显性遗传染色体连锁显性遗传高等植物的伴性遗传高等植物的伴性遗传阔叶阔叶X XB BX XB B细叶细叶X Xb bY Y女娄菜的阔

10、叶型和细叶型的伴性遗传女娄菜的阔叶型和细叶型的伴性遗传P配子配子配子配子XBY(Xb)XBY 阔叶阔叶致死致死F1XBXB阔叶阔叶 X XB BX Xb b阔叶阔叶X XB BY Y 阔叶阔叶X Xb bY Y 细叶细叶阔叶阔叶X XB BX Xb b阔叶阔叶X XB BY YXBXbXBYXB:带有基因带有基因B的的X染色体染色体Xb:带有基因带有基因b的的X染色体染色体(Xb):基因基因b是花粉致死是花粉致死从性遗传从性遗传( Sex influenced inheritance) 基因位于常染色体上，但在不同性别个体中表型有差异。基因位于常染色体上，但在不同性别个体中表型有差异。 e.g

11、. 绵羊有角绵羊有角 H 无角无角 h female male HH 有有 有有 Hh 无无 有有 hh 无无 无无 伴性遗传特点：伴性遗传特点：1、性状遗传与性别有关、性状遗传与性别有关2、正、反交不一样、正、反交不一样3、出现交叉（绞花）遗传、出现交叉（绞花）遗传(criss-cross inheritance)现象现象 环境性别决定环境性别决定Environmental sex determination（ESD）温度依赖型性别决定温度依赖型性别决定Temperature-dependent sex determination (TSD)Female-Male-FemaleFemale-MaleMale-Female卵黄睾酮卵黄睾酮卵越大，卵黄睾酮含量越少卵越大，卵黄睾酮含量越少卵越小，卵黄睾酮含量越高卵越小，卵黄睾酮含量越高Naturwissenschaften The Science of Nature性别决定性别决