第一節(jié) 性別決定
性別也是一種性狀,由基因和環(huán)境共同決定。性別的實現(xiàn)包括兩部分:性別決定(受精時決定)和性別分化(基因與環(huán)境共同決定)。
一、性染色體決定性別 *
(一)性染色體與常染色體
性染色體是指直接與性別決定有關(guān)的一個或一對染色體;其余各對染色體則統(tǒng)稱為常染色體。
染色體組:二倍體生物的配子中所含的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能彼此不同的一組染色體。用x表示。
常染色體組:二倍體生物的配子中所含的常染色體。用A表示。
性染色體異數(shù):雌體和雄體中,性
染色體數(shù)目不同或形態(tài)有差異的現(xiàn)象。
例如,蝗蟲、蟑螂雌體2條XX性染色體,雄體只有1條X性染色體。人類女性有2條XX性染色體,男性有1條X和1條Y性染色體。
(二)性染色體決定性別的類型
1、XY型:凡是雄性為兩個異型性染色體,雌性為兩個同型性染色體
的性別決定方式。
在人類,所有哺乳動物,大部分昆蟲,某些兩棲類、魚類,雌雄異株的植物(女婁菜、大麻、蛇麻草等)。
人 2n=46=44+(XX或XY)=46,(XX或 XY)有性生殖時形成的配子的染色體組成:女性一種X,男性2種,X和Y,比例是1:1,所以人群中男:女=1:1。
男 | 22+X 女 |
22+X 22+Y | 44+XX 44+XY |
2、ZW型 :凡是雌性為兩個異型性染色體,雄性為兩個同型性染色體的性別決定方式。
有鱗翅目昆蟲(蛾、蝶、蠶類)及某些兩棲、爬行類、鳥類(雞)等動物,植物中的洋梅、金老梅屬于此類。
家雞:2n=78 ♀=76+ZZ;♂=76+ZW
3、XO型:♀XX;♂XO。直翅目昆蟲:蟋蟀、蟑螂、蝗蟲(♀2n=22+XX,♂2n=22+X)、虱子(♀2n=10+XX,♂2n=10+X);植物:花椒,山椒、薯芋。
4、ZO型:♀ZO;♂ZZ。鴨子(♀2n=78+Z,♂2n=78+ZZ)
5、由x染色體的是否雜合決定:小繭烽的性別,在自然狀態(tài)下小繭蜂和蜜蜂相似,二倍體(2n=20)為雌蜂,單倍體(n=10)為雄蜂。但是在實驗室中,獲得二倍體雄蜂,其性別決定取決于性染色體是否純合。性染色體X有三種不同類型:Xa,Xb,Xc。雜合的為♀,純合的為♂。
6、性染色體多態(tài)性:極少數(shù)動物(魚類)中,性染色體有2條以上,兩兩組合形成了多種不同的性別決定類型。如:新月魚類中,三種性染色體,Xf、YM、WF。Xf為弱效隱性雌性基因,YM是雄性基因,WF是強效顯性雌性基因。其中WF對Xf是顯性、WF對YM是顯性。即:XfXf、WFXf、WF YM是雌性;YMYM、XfYM是雄性。雌雄交配,后代雌雄分離比是不是1:1呢?P172
二、其它類型的性別決定
1、性指數(shù)決定性別
性指數(shù):性染色體X和常染色體組數(shù)A的比。
果蠅雖然也有x和Y染色體,但是其性別決定的機制和哺乳動物不同,不
是取決于Y染色體是否存在,Y染色體只是決定育性。而
是取決于性指數(shù)。
2、染色體組的倍性決定性別
是由染色體組的倍性決定的。蜜蜂、螞蟻和黃蜂等膜翅目昆蟲等為此類型。
蜜鋒的性別決定十分特殊,蜂王的卵與精子與之結(jié)合,則形成2n=32的雌體(蜂皇和職蜂)。有少數(shù)是不受精的,這些卵發(fā)育成雄峰。它們的染色體數(shù)為n=16。
3、環(huán)境決定性別
性別的表型完全由環(huán)境決定,與受精時的遺傳成分無關(guān)。
例如:海生蠕蟲后螠,雌蟲6cm左右,雄性構(gòu)造簡單,為雌體的1/500,生活在雌體的子宮中。受精卵孵化成幼蟲時,無雌雄之分。如果落在海底就發(fā)育成雌蟲,如果由于機會,或某種吸力,幼蟲落在雌蟲口吻上,它就發(fā)育成為一個雄蟲。幼蟲已經(jīng)落在雌蟲的口吻上,把它取下讓它在離開雌蟲的情況下繼續(xù)發(fā)育,它就發(fā)育成為中間類型,且偏雌雄的程度與它在吻上發(fā)育的時間長短有關(guān)。
自由游泳的幼蟲--中性;落在海底--雌蟲
落在雌蟲口吻上--雄蟲;從雌蟲上取下--中間性(雄性的程度由其在雌蟲吻部停留的時間決定)
4、基因決定性別
對于植物除性染色體決定性別(如雌雄異株的大麻XY型性別決定)外;也有由少數(shù)幾對等位基因控制個體的性別。例如:正常情況下玉米為雌雄同株異花,決定雌、雄各有一對等位基因。Ba控制雌花序,只有BaBa,Baba時,在雌穗位置才能形成正常的雌花序。Ba基因突變會導致雌花序不能正常發(fā)育,即當baba時,則沒有雌花序。Ts控制雄花序,TsTs和Tsts時,才形成正常雄花序,Ts基因突變會導致雄花序不能正常發(fā)育(發(fā)育成頂端雌花序),即是tsts時,則雄花序變成了雌花序(在雄穗上結(jié)玉米粒)。
BaBaTsTs、BabaTsTs 雌雄同株(正常)
BaBatsts、Babatsts 雌株
babaTsTs、babaTsts 雄株
babatsts 雙隱性雌株 P178圖7-4
三、性別分化的控制
性別分化:是受精卵(合子)在性決定的基礎(chǔ)上,進行雄性或雌性分化和發(fā)育的過程。
(一)外界環(huán)境條件對性別分化的影響
1、營養(yǎng):蜜蜂2n=32發(fā)育成蜂皇還是工蜂?取決與環(huán)境條件:食5-6天王漿,16天發(fā)育成蜂皇;食2-3天王漿,21天發(fā)育成工蜂。
2、溫度高低:某些蛙類、烏龜、鱷魚。
蛙類:♂XY;♀XX 20℃:♂:♀ =1:1
30℃:♂:♀ =1:0;但♂ XY:♂XX=1:1
3、日照長短:對性別分化的影響——大麻♂♀異株
長日照、N肥多:♀株多。
短日照、N肥少:♂株多。
(二)激素對性別分化的影響
1、自由馬丁牛:象雄牛的雌牛(不育),人龍風胎不會出現(xiàn)此現(xiàn)象(兩個胎盤)。
2、性反轉(zhuǎn):個體從原來的性別轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N性。(基因型未改變)
雞:牝雞司晨;人性反轉(zhuǎn):清朝《廣陽雜記》“長沙有李氏女,年將二十,許字人矣,忽變男子,往退婚,夫家以為詐,訟之官,官令隱婆驗之,果男子矣。”
3、植物性別的控制
乙烯利(40%乙烯利原液1ml加水2.5Kg):能明顯增加黃瓜♀花數(shù)目;用1%萘乙酸處理黃瓜苗,♀花數(shù)目增加8倍。
土壤溫度:提高60%,黃瓜♀花數(shù)目增加2-4倍。
植物的性變是適應(yīng)環(huán)境的一種方式。原因是植物體內(nèi)的激素在數(shù)量和種類上發(fā)生了變化。
4、動物性別的控制
(1)分離X、Y兩種精細胞:沉降法:一定的氣壓、溫度條件下,使精細胞發(fā)生沉降、分離。電泳法:帶X染色體的精細胞移向陽極,Y型移向陰極。
(2)外源激素:羅非魚(非洲鯽魚)用雄激素處理受精卵或幼仔魚,可使♀→♂?!狍w比♀體大50—70%??墒勾菩赞D(zhuǎn)變?yōu)樾埕~以增產(chǎn)。
(3)受精條件:以酸性(堿性)溶液處理羊的陰道,多產(chǎn)雌羊(雄羊)。
四、人類的性別畸形
指在個體發(fā)育中,受到各種因素的影響,使個體的性別發(fā)生異常的現(xiàn)象。
(一)性染色體引起的性別畸形
1、Turner氏綜合癥:(原發(fā)性卵巢發(fā)育不全癥;XO綜合癥;卵巢退化癥),外表為女性,身體矮?。ǎ?40cm;,頸短有蹼,發(fā)際低,耳低位,小下頜,眼距寬,肘外翻,原發(fā)性閉經(jīng),無生育能力,第二性征發(fā)育不良等。發(fā)病率在女性中為1/5000——1/10000。性染色體組成為XO。
2、Klinefelter綜合癥:(原發(fā)性睪丸發(fā)育不全癥;睪丸退化癥),外表為男性,四肢細長,乳胸發(fā)育,須毛、體毛少,不育。發(fā)病率1/1000。XXY、XXXY、XY/XXY。
3、多X女性(超雌體):為女性(47,XXX;48,XXXX)一般Barr氏小體在兩個以上。智力較差,偶有心理變態(tài),體型正常,能育,子女除個別為XXY個體外,一般正常。
4、XYY綜合癥:
身體高大>180cm),四肢都成比例,智力稍差,也有高于一般的,性格暴烈,沒有生育能力。在減數(shù)分裂中,同源染色體不分開,導致異常
(二)基因與性別畸形
1、假兩性畸形(假兩性人):體內(nèi)生殖腺有一種為假兩性人。
(1)男假兩性畸形(睪丸女性化):46+XY,外觀與女性一樣,但無子宮和輸卵管,原發(fā)性閉經(jīng),不生育。體內(nèi)有睪丸,發(fā)育不良,無輸精管。原因是X染色體上有一個隱性突變基因tf,XtfY男性發(fā)病,XtfXtf女性會影響到行經(jīng)年齡。
(2)女假兩性畸形(女性男性化):46+XX,生殖器外觀為男性,但性腺僅有卵巢。原因是一條X染色體上由于易位或交換,使之帶有Y染色體上的睪丸形成基因TDF。
2、真兩性畸形(真兩性人):體內(nèi)生殖腺有兩種為真兩性人。
40%的真兩性人:一側(cè)卵巢,另一側(cè)睪丸。
40%的真兩性人:一側(cè)卵巢或睪丸,另一側(cè)卵睪丸(一部分卵巢,一部分睪丸)。
20%的真兩性人:兩側(cè)都是卵睪丸。
(1)男真兩性人(XY):第二性征(外表)傾向于男性。
(2)女真兩性人(XX):第二性征(外表)傾向于女性。
在身體兩側(cè),一側(cè)為卵巢一側(cè)為睪丸或卵巢睪丸分布于身體同側(cè)。
外生殖器:混合型、男性型、女性型。原因不清楚。
第二節(jié) 伴性遺傳 *
(一)伴性遺傳(性連鎖遺傳):指位于性染色體上的基因所控制的某些性狀總是伴隨性別而遺傳的現(xiàn)象。特指X或Z染色體上基因的遺傳。
(二)特點:
1、正反交F1結(jié)果不同,性狀的遺傳與性別相聯(lián)系。
2、性狀的分離比在兩性間不一致。
3、表現(xiàn)交叉遺傳(絞花遺傳):母親把性狀傳給兒子,父親把性狀傳給女兒的現(xiàn)象。
二、伴X隱性遺傳:最常見的是紅綠色盲,較罕見是血友病,進行性肌營養(yǎng)不良,睪丸女性化和自毀容貌綜合征等。
1、果蠅:果蠅眼色:紅眼(W)對白眼(w)為顯性;
正 交
P:紅眼(♀)× 白眼(♂)→ F1:紅眼(♀)×紅眼(♂) → F2:? 紅眼:? 白眼
反 交
P: 白眼(♀)× 紅眼(♂) →F1:紅眼(♀)×白眼(♂) →F2: ?紅眼♀ :? 白眼♀:?紅眼(♂) :?白眼(♂)
2、人:人紅綠色盲、A型血友病等。
三、伴X顯性遺傳
指位于X染色體上的顯性基因控制的性狀的遺傳。人類的抗維生素D佝僂病基因XR。
四、伴Z遺傳:位于Z染色體上的基因所決定的遺傳現(xiàn)象。
1、伴Z隱性遺傳:家蠶中的油蠶由Z染色體隱性基因os控制。正常蠶有顯性O(shè)s控制。
P ZOsW♀ × ZosZos♂
F1 ZOsZos♂(正常):ZW♀(油蠶淘汰)
2、伴Z顯性遺傳:雞的蘆花條紋遺傳。盧花基因B對非盧花基因b為顯性,Bb這對基因位于z染色體上而W染色體上不含有它的等位基因。
以雌蘆花雞(ZBW)與非蘆花雞雄雞(ZbZb)雜交,F(xiàn)1公雞的羽毛全是蘆花,而母雞全是非蘆花。如果進行反交, 以非蘆花雌雞(ZbW)作母本與蘆花雄雞(ZBZB)雜交,F(xiàn)1公雞和母雞的羽毛全是蘆花。
五、Y連鎖遺傳(限雄遺傳):Y染色體上的基因控制的性狀只能出現(xiàn)在雄性個體中。例:人類外耳廓多毛癥(毛耳):成年男性外耳道中長出叢生硬毛,長約2—3cm,伸于耳孔之外。在魚類中Y連鎖遺傳的例子還是有的,如背結(jié)上的斑點就屬于Y連鎖遺傳。
六、高等植物伴性遺傳
女婁菜葉型的遺傳:闊葉(B基因控制)和細葉(b基因控制),B和b位于X染色體上,Y染色體上無對應(yīng)的基因。♀:XX,♂XY
闊葉×細葉♂→F1闊葉♂
七、從性遺傳(性影響遺傳):控制性狀的基因位于常染色體上,但其性狀表現(xiàn)受個體性別影響的現(xiàn)象。人類頭發(fā)的早禿、綿羊角性狀就屬于從性遺傳。
綿羊角的遺傳:
| 雄性 | 雌性 |
HH | 有角 | 有角 |
Hh | 有角 | 無角 |
hh | 無角 | 無角 |