第4章性别决定与伴性遗传.ppt
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1、第4章性别决定与伴性遗传现在学习的是第1页,共111页1.1.生物的生物的性别决定性别决定1.1概念 性别决定(性别决定(sexdetermination):细胞):细胞内内遗传物质遗传物质对性别的控制作用。对性别的控制作用。现在学习的是第2页,共111页性别决定(性别决定(sexdetermination):细胞内:细胞内遗传物质遗传物质对性别的对性别的决定作用,决定作用,是雌雄配子结合的瞬间就被确定了的是雌雄配子结合的瞬间就被确定了的。性染色体决定的性别性染色体决定的性别/基因平衡基因平衡染色体倍性染色体倍性/性别决定基因性别决定基因环境对性别决定的影响环境对性别决定的影响现在学习的是第3
2、页,共111页1.2性别决定的类型性别决定的类型基因型性别决定基因型性别决定(genotypicsexdetermination,GSD)环境性别决定环境性别决定(environmentalsexdetermination,ESD)现在学习的是第4页,共111页1.2.1基因型性别决定(基因型性别决定(GSD)的类型)的类型(一)、性染色体决定性别(一)、性染色体决定性别雌雄个体间由于所含雌雄个体间由于所含性染色体性染色体的差异而导的差异而导致性别的不同。致性别的不同。性染色体的发现史性染色体的发现史18911891年,年,HenkingHenking在蝗虫在蝗虫中中发现发现 X X体;体;1
3、9021902年,年,McClungMcClung发现发现X X体与性别有关;体与性别有关;19061906年,年,WilsonWilson揭示了蝽蟓的性别决定。揭示了蝽蟓的性别决定。现在学习的是第5页,共111页 细胞内与性别决定有明显而直接关系的染色体性染色体。其余的染色体常染色体。染色体组成的表示方法:常染色体+性染色体现在学习的是第6页,共111页(一)、性染色体决定性别(一)、性染色体决定性别2类型(1)XY型:XXXY(异配性别)代表:人、哺乳类、部分两栖、鱼 类、很多昆虫和雌雄异株的植物等。现在学习的是第7页,共111页 女性44+XX 男性44+XY 22+X 22+X 22+
4、Y 女性44+XX 男性44+XY 人类的性染色体与性别的关系1:1现在学习的是第8页,共111页(2)ZW型:ZZ ZW(异配性别)代表:鸟类、部分两栖、爬行、鱼类、昆虫等。现在学习的是第9页,共111页(3)XO型XXX0XY型的特化型,如:直翅目昆虫(蝗虫、蟑螂、蟋蟀等)。现在学习的是第10页,共111页(4)ZO型 ZZ Z0属于ZW型的特化型,如:短颌鲚、少数昆虫等。现在学习的是第11页,共111页小结性染色体决定性别的理论初步解释了为什么有些性染色体决定性别的理论初步解释了为什么有些受精卵发育为受精卵发育为性个体,而有些则发育为性个体,而有些则发育为性个性个体,并且体,并且:=1:
5、1的现象。的现象。并不是所有的物种性别都由性染色体决定,性染色体上并不是所有的物种性别都由性染色体决定,性染色体上的基因仍是性别决定的最根本的基础。的基因仍是性别决定的最根本的基础。现在学习的是第12页,共111页(二)、基因决定性别(二)、基因决定性别 雌雄个体中由于所含基因的差异导致性别的不同。现在学习的是第13页,共111页、单基因决定性别、单基因决定性别1943年,Rick和Hanna发现于石刁柏中。代表:石刁柏(Asparagus),是百合科、雌雄异株植物,偶有雌雄同株。现在学习的是第14页,共111页别名:别名:芦笋、龙须菜芦笋、龙须菜,在石刁柏的,在石刁柏的、株上,株上,分别由分
6、别由、的痕迹器官,有时,的痕迹器官,有时,株退化的株退化的性花器可恢复生育能力、而接受本株花粉,从性花器可恢复生育能力、而接受本株花粉,从而结出种子(相当于自交)。而结出种子(相当于自交)。1943年,年,Rick和和Hanna共收集了这种自交种子共收集了这种自交种子198粒,由这些种粒,由这些种子长成的植株,子长成的植株,:1:3,其中,其中,1/3全全,2/3:=1:1。石刁柏石刁柏现在学习的是第15页,共111页 Aa1AA2Aa1aa 155 155粒粒 4343粒粒 :显性、决定雄性:显性、决定雄性AA、Aa:隐性、决定雌性:隐性、决定雌性aa 现在学习的是第16页,共111页双基因
7、决定性别双基因决定性别代表:玉米代表:玉米现在学习的是第17页,共111页玉米的性别决定现在学习的是第18页,共111页3复等位基因决定性别复等位基因决定性别代表:喷瓜代表:喷瓜(Ecballium elaterium),葫芦科。葫芦科。三个复等位基因:三个复等位基因:aD 、a+a+、ad ,aD 对对a+a+、ad为显性,为显性,a+a+对对ad 为显性。为显性。基因基因决定性别决定性别基因型基因型(5种)种)aD aDa+,aDad a+两性两性a+a+,a+adad adad现在学习的是第19页,共111页(三)、特殊类型的性别决定(三)、特殊类型的性别决定1 1性染色体和常染色体倍数
8、之比决定性别性染色体和常染色体倍数之比决定性别(性指数决定性别性指数决定性别)代表:果蝇。代表:果蝇。性指数决定性别:性指数性指数(Sex index)X:A注:X X 染色体数目;A常染色体倍数现在学习的是第20页,共111页果蝇的常染色体与性染色体果蝇的常染色体与性染色体现在学习的是第21页,共111页染色体组成染色体组成性指数性指数性别表型性别表型3AXYY1:3=0.33超超3AXY1:3=0.33超超2AX01:2=0.5(不育(不育)4AXX2:4=0.5(不育(不育)2AXY1:2=0.53AXXY2:3=0.67两性个体两性个体3AXX2:3=0.67两性个体两性个体4AXXX
9、3:4=0.75两性个体两性个体2AXX2:2=13AXXX3:3=12AXXY2:2=14AXXXX4:4=12AXXX3:2=1.5超超3AXXXX4:3=1.33超超表明常染色体带表明常染色体带性化基因系统,性化基因系统,Y对果蝇的性别对果蝇的性别不起作用,只是不起作用,只是保证正常保证正常个体个体的可育性。的可育性。1922年,Bridges用X-射线处理果蝇,使减数分裂中的性染色体和常染色体异常,从不同的染色体组合中,分析其性别决定基础:表明表明Y对果蝇的性对果蝇的性别决定中作用不大,别决定中作用不大,而而X却起重要作用,却起重要作用,因它比正常因它比正常多一多一条条X而表现为而表现
10、为,说明说明X带有带有性化性化基因系统。基因系统。现在学习的是第22页,共111页X:A0.5 正常X:A1 正常X:A0.5 超X:A1 超0.5X:A1 间性果蝇的性别决定果蝇的性别决定性指数决定性别性指数决定性别2A/XX、2A/X0不育;2A/XXY2A/XXY 性化基因系统在常染色体上,性化基因系统在常染色体上,Y Y染色体对果蝇的性别不起染色体对果蝇的性别不起作用,只是保证正常作用,只是保证正常个体的可育性。个体的可育性。性化基因系统在性化基因系统在X X染色体上染色体上,X,X在果蝇的性别决定中起重要作用。在果蝇的性别决定中起重要作用。现在学习的是第23页,共111页 表3-1
11、在人类和果蝇中 性染色体和性别的关系 XY XX XXX XXYXOXYY X:3A 性指 1X:2A 2X:2A 3X:2A 2X:2A 1X:2A 1X:2A 1X:3A 数 =0.5 =1 =1.5 =1 =0.5 =0.5 =0.33 果蝇 超 超 的性别 (不能成活)(不育)人的 超 超 性别现在学习的是第24页,共111页2 2染色体倍性决定性别染色体倍性决定性别 雌雄个体具有不同的染色体倍性,从而引起性雌雄个体具有不同的染色体倍性,从而引起性别的差异。别的差异。代表:蜜蜂、蚂蚁、黄蜂等一些膜翅目昆虫。代表:蜜蜂、蚂蚁、黄蜂等一些膜翅目昆虫。雄蜂:雄蜂:正常雄性正常雄性单倍体单倍体
12、n=16工蜂:工蜂:异常雌性异常雌性二倍体二倍体2n=32蜂王:蜂王:正常雌性正常雌性二倍体二倍体2n=32 现在学习的是第25页,共111页蜜蜂的性别决定现在学习的是第26页,共111页1.2.2 1.2.2 环境决定性别(环境决定性别(ESDESD)部部分分物物种种的的性性别别是是由由受受精精卵卵或或幼幼虫虫所所处处环境因素决定的。环境因素决定的。现在学习的是第27页,共111页后螠的后螠的虫较大,约虫较大,约2英寸长,身体像一颗豆子、口吻很英寸长,身体像一颗豆子、口吻很长,远端分叉;长,远端分叉;很小,寄生在很小,寄生在虫子宫中。虫子宫中。ESD 1、激素激素:后螠(后螠(Bonelli
13、a)现在学习的是第28页,共111页后螠的性别决定 落入海底落入海底雌性雌性受精卵受精卵中性幼虫中性幼虫落入雌虫的吻上落入雌虫的吻上雄性雄性现在学习的是第29页,共111页相关研究相关研究中性幼虫在无成熟中性幼虫在无成熟虫海水中,全发育为虫海水中,全发育为虫;虫;中性幼虫在含有中性幼虫在含有虫口吻提取液的海水中,大部虫口吻提取液的海水中,大部分形成分形成虫或间性个体;虫或间性个体;人为的移走落在人为的移走落在虫口吻上的幼虫,使它在离开虫口吻上的幼虫,使它在离开虫的海水中继续发育,则发育为间性个体,并虫的海水中继续发育,则发育为间性个体,并且,其间性程度取决于幼虫呆在且,其间性程度取决于幼虫呆在
14、虫口吻上的时虫口吻上的时间的长短。间的长短。现在学习的是第30页,共111页后螠位置决定后螠位置决定性别的实质性别的实质后螠的后螠的“位置决定性别位置决定性别”的实质是激素决定的实质是激素决定性别:性别:虫的口吻组织中含有一种雄性化的激素,虫的口吻组织中含有一种雄性化的激素,从而能够促使落入从而能够促使落入虫口吻的中性幼虫发育为虫口吻的中性幼虫发育为虫,而落入海底的中性幼虫没有这种雄性化的激虫,而落入海底的中性幼虫没有这种雄性化的激素刺激,因而就发育为素刺激,因而就发育为虫。虫。现在学习的是第31页,共111页2、温度:扬子鳄卵 34C 乌龟卵 23C 27C 32C 33C 蝌蚪 20C :
15、=1:1 (XX XY)30 c 全(XX、XY)ESD现在学习的是第32页,共111页许多爬行类的性染色体是许多爬行类的性染色体是ZZ/ZW或或XX/XY爬行类卵孵育的温度的三种模式。爬行类卵孵育的温度的三种模式。所有的鳄鱼、大多数海龟、一些蜥蜴属于温度依赖型性别决定所有的鳄鱼、大多数海龟、一些蜥蜴属于温度依赖型性别决定现在学习的是第33页,共111页小结小结性别决定受遗传物质的控制:性别决定受遗传物质的控制:通过性染色体的组成(通过性染色体的组成(XYZWXOZO)通过常染色体与性染色体二者之间的平衡关系通过常染色体与性染色体二者之间的平衡关系通过染色体的倍数等通过染色体的倍数等性别决定受
16、环境因素的控制:性别决定受环境因素的控制:激素激素对性别决定的影响对性别决定的影响温度温度对性别决定的影响对性别决定的影响现在学习的是第34页,共111页2.2.伴伴性遗传性遗传 Section2 sex-linked inheritancesex-linked inheritance2.1概念伴性遗传(伴性遗传(sex-linkedinheritance):指性染色体):指性染色体上基因所控制的某些性状总是伴随性别而遗传的上基因所控制的某些性状总是伴随性别而遗传的现象,又称现象,又称性连锁遗传性连锁遗传(sexlinkageinheritance)。是连锁遗传的一种特殊表现形式是连锁遗传的一
17、种特殊表现形式现在学习的是第35页,共111页现在学习的是第36页,共111页2.2伴性遗传的类型伴性遗传的类型果蝇的伴性遗传果蝇的伴性遗传人类的伴性遗传人类的伴性遗传鸟类的伴性遗传鸟类的伴性遗传植物中的伴性遗传植物中的伴性遗传现在学习的是第37页,共111页(一)果蝇的伴性遗传(一)果蝇的伴性遗传白白红红,F1全红全红F1自交,自交,F2红红:白白=3:1,但白眼全,但白眼全,即:,即:F2中:红中:红:白白=3:1,红,红:白白=1:1。F1红红白白(D),侧交子代,侧交子代:红眼红眼:白眼白眼=3:1,:=1:1。1910年,年,Morgan等人在纯种红眼果蝇群体中却发现了一等人在纯种红
18、眼果蝇群体中却发现了一只白眼只白眼蝇。蝇。现在学习的是第38页,共111页1、Morgan的假设的假设果蝇的白眼基因位于果蝇的白眼基因位于X染色体染色体上,并且是隐性遗传。上,并且是隐性遗传。能能够够圆圆满满的的解解释释Morgan的的实实验验结结果果:以以W(+)代代表表红红眼眼、w代代表表白白眼眼,由由于于 Y染染色色体体上上不不带带有有该该等等位位基基因因,因因此此,最最初初发发现现的的白白眼眼蝇蝇的的基基因因型型应应该该是是XwY,与与它它交交配配的的红红眼眼蝇蝇的的基基因因型型则则为为XWXW(X+X+)。)。现在学习的是第39页,共111页2、Morgan假设的三个验证实验假设的三
19、个验证实验实验实验1用用F2与白与白进进行行单对单对交配,交配,应应有有1/2F2其后其后代全代全为红为红眼,眼,1/2F2其后代与回交其后代与回交结结果一果一样样。实验实验2白白红红全红,而全红,而全白全白实验实验3白白白白后代全白后代全白现在学习的是第40页,共111页 1/2:F2 测交亲本红眼()白眼()(XW XW)(XwY)Ft1/2红眼()(XWXw)1/2 红眼()(XWY)1/2:F2 测交亲本红眼()白眼()(XWXw)(XwY)Ft 红眼()(XWXw)红眼()(XWY)白眼()(XwXw)白眼()(XwY)现在学习的是第41页,共111页白眼与红眼交配:子代中全是红眼,
20、而全是白眼,出现交叉遗传方式。交叉遗传:外祖父的性状通过女儿在外孙身上表现出来,或者女儿象父亲、儿子像母亲的现象,就成为交叉遗传。现在学习的是第42页,共111页 白眼()白眼()(XwXw)(XwY)白眼(XwXw)白眼(XwY)现在学习的是第43页,共111页小小结结以上三个验证试验分别从不同角度验证了果蝇眼色基因以上三个验证试验分别从不同角度验证了果蝇眼色基因W/w的性连锁遗传的解释。其中,第二个试验最为关键性,试验的性连锁遗传的解释。其中,第二个试验最为关键性,试验结果与预期的完全一致,从而使果蝇眼色基因结果与预期的完全一致,从而使果蝇眼色基因W/w位于位于X染色体染色体上的假设得到了
21、上的假设得到了直接的证实直接的证实。摩尔根工作的意义:第一次把一个特定的基因与一摩尔根工作的意义:第一次把一个特定的基因与一个特定的染色体联系起来,从而发现了绞花遗传个特定的染色体联系起来,从而发现了绞花遗传/伴性伴性遗传现象。遗传现象。获得诺贝尔奖获得诺贝尔奖现在学习的是第44页,共111页伴性遗传现象在伴性遗传现象在1910年就被年就被Morgan发现,并发现,并且也得到了合理的解释,但是其细胞学证据直到且也得到了合理的解释,但是其细胞学证据直到1916年才被年才被Morgan的学生的学生Bridges通过果蝇杂交通过果蝇杂交试验的例外情况发现。试验的例外情况发现。Bridges等人的果蝇
22、杂交等人的果蝇杂交试验的例外情况的深入研究,试验的例外情况的深入研究,使遗传的染色体学使遗传的染色体学学说得到了最为直接的证明。学说得到了最为直接的证明。3、遗传的染色体学说的细胞学证明、遗传的染色体学说的细胞学证明现在学习的是第45页,共111页 P 白眼 红眼 (XwXw)(X+Y)红眼 白眼 红眼不育 白眼红眼 正常 初级例外 (X+Y)红眼 白眼 红眼可育 白眼 96正常 4次级例外 果蝇眼色遗传的初级例外和次级例外 现在学习的是第46页,共111页现在学习的是第47页,共111页例外的白眼例外的白眼X Xw wX Xw wY在减数分裂时,若在减数分裂时,若X Xw w与与Y配对(配对
23、(X Xw w-Y)而另一而另一X Xw w游离,则一半将形成等数的游离,则一半将形成等数的XX卵与卵与Y卵,另一半将形成卵,另一半将形成等数的等数的X卵与卵与XY卵。卵。XXYX-YXXXXYXXYXYXYXXYX-XXYXYXYYXXXYXX现在学习的是第48页,共111页现在学习的是第49页,共111页初级后代的细胞学研究表明雌性为初级后代的细胞学研究表明雌性为XXY,雄性,雄性为为XO,证实了,证实了Bridges的推论,的推论,次级后代的细胞学研究表明雌性为次级后代的细胞学研究表明雌性为XXY,雄性,雄性为为XY,和推理相符。,和推理相符。Bridges的模型比其它模型更具有说服力:
24、的模型比其它模型更具有说服力:现在学习的是第50页,共111页 Bridges的果蝇杂交例外实验,最终将的果蝇杂交例外实验,最终将W/W+基因定位在基因定位在X染色体上,为遗传的染色体学说染色体上,为遗传的染色体学说提供了有力而直接的证据,使遗传学研究向前提供了有力而直接的证据,使遗传学研究向前迈出了很重要的一步。迈出了很重要的一步。现在学习的是第51页,共111页(二)人类的伴性遗传(二)人类的伴性遗传男性性染色体组合男性性染色体组合XY,Y染色体短小,缺乏染色体短小,缺乏X染色体上染色体上基因的等位基因,故常把基因的等位基因,故常把XY叫半合子叫半合子(hemizygote)。1.X连锁隐
25、性遗传连锁隐性遗传2.X连锁显性遗传连锁显性遗传3.Y连锁遗传连锁遗传人类的性染色体配对区和不同源的部分人类的性染色体配对区和不同源的部分现在学习的是第52页,共111页1X-X-连锁隐性遗传连锁隐性遗传 (X-linked recessive inheritance)(X-linked recessive inheritance)红绿色盲红绿色盲(congenital dyschromatopsia of the protan and deutan type)血友病血友病(hemophilia)进行性肌营养不良(progressive muscular dystorphy,DMD)(杜兴氏症
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