伴性遗传与人类遗传优生精选课件.ppt
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1、关于伴性遗传与人类遗传优生第一页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10性染色体的发现性染色体的发现 1891年德国科学家年德国科学家Henking 在半翅目昆虫的精母细胞的减数分裂中发在半翅目昆虫的精母细胞的减数分裂中发现一团异染色质,而且发现一半中存在,另一半中没有,因为不清楚,现一团异染色质,而且发现一半中存在,另一半中没有,因为不清楚,所以起名所以起名“X染色体染色体”和和“Y 染色体染色体”;1902年美国科学家年美国科学家McClung 才第一次把才第一次把X染色体和昆虫的性别联系起染色体和昆虫的性别联系起来;来;1905年年Wilson在许多昆虫研究的基础上,才提出常染
2、色体和性染色体的在许多昆虫研究的基础上,才提出常染色体和性染色体的概念。概念。第一节、性染色体与性别决定第一节、性染色体与性别决定第二页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10一、性染色体一、性染色体性染色体性染色体(sex chromosome)成对染色体中直接与性别决定有关的一个或一对染色体。成对性染色体往往是异型的:形态、结构、大小和功能上都有所不同。常染色体常染色体(autosome,A)(autosome,A)同源染色体是同型同型的。例:果蝇(Drosophila melangaster,2n=8)染色体组成与性染色体。第三页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/1
3、0二、染色体决定性别的几种类型二、染色体决定性别的几种类型1、XY型型(较为普遍,包括人类、全部哺乳类、某些两栖类和某些鱼类)较为普遍,包括人类、全部哺乳类、某些两栖类和某些鱼类):两种性染色体分别为两种性染色体分别为X、Y;雄性雄性个体的性染色体组成为个体的性染色体组成为XY(异配子性别异配子性别),产生两种类型的配子,分别含,产生两种类型的配子,分别含X和和Y染色体;染色体;雌性雌性个体则为个体则为XX(同配子性别同配子性别),产生一种配子含产生一种配子含X染色体。染色体。性比一般是性比一般是1:1。第四页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10果蝇的果蝇的Y Y染色体及其性别决
4、定染色体及其性别决定性指数:性指数:X染色体的条数与常染色体组数(A)的比值X/A,称为性指数。例如二倍体果蝇XXY的性指数为:2X/2A=1,表现为正常的二倍体雌性。X/A判断果蝇的雌雄性(P87 表表3-1):X/A=1正常雌性;X/A=0.5正常的雄性;0X/A0.5超雄性(死亡);0.5X/A1.0间性(不育)第五页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10XO雄性2A+2X+Y雌性第六页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/102、XO型:与与XY型相似,但只有一种性染色体型相似,但只有一种性染色体X;雄性雄性个体只有一条个体只有一条X染色体染色体(XO,不成对,不成
5、对),它产生含,它产生含X染色体和不含性染色体染色体和不含性染色体两种类型的配子;两种类型的配子;雌性雌性个体性染色体为个体性染色体为XX。如直翅目昆虫:蝗虫、蟋蟀和蟑螂如直翅目昆虫:蝗虫、蟋蟀和蟑螂3、ZW 型雄性雄性具有两条性染色称为具有两条性染色称为z染色体,雌性带有一条染色体,雌性带有一条z染色体和一条染色体和一条w染色体染色体如鸟类、鳞翅目昆虫等。如鸟类、鳞翅目昆虫等。第七页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10u 4、雌雄决定于倍数性,如蜜蜂、蚂蚁等、雌雄决定于倍数性,如蜜蜂、蚂蚁等如蜜蜂(雌蜂16条染色体,雄蜂8条)。第八页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12
6、/10蚂蚁生殖方式类似于蜜蜂,分为:蚁后:正常受精发育而成二倍体雌蚁,有生殖能力,在群体中体型最大,特别是腹部大,生殖器官发达,触角短,胸足小,有翅、脱翅或无翅。主要职责是产卵、繁殖后代和统管这个群体大家庭。雄蚁:未受精的卵细胞孤雌生殖而来的单倍体,有发达的生殖器官和外生殖器,假减数分裂产生n的精子,主要职能是与蚁后交配。生命短暂。头圆小,上颚不发达,触角细长。工蚁:发育过程中性腺退化的二倍体雌蚁,属于中性,负责照顾蚁后产生的卵的发育和搬运食物;兵蚁:二倍体雌蚁,头大,上颚发达,可以粉碎坚硬食物,在保卫群体时即成为战斗的武器。第九页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10n5 植物的
7、性别决定:植物的性别决定:高等种子植物虽然有雌雄性别的不同,但不如动物明显,高等种子植物虽然有雌雄性别的不同,但不如动物明显,无明显的性染色体决定性别的机制存在,多数为雌雄同株,部无明显的性染色体决定性别的机制存在,多数为雌雄同株,部分为雌雄异株,如菠菜、银杏、红豆杉、大麻等。分为雌雄异株,如菠菜、银杏、红豆杉、大麻等。第十页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10三三 性别分化与环境的关系性别分化与环境的关系n1营养条件:如蜜蜂(雌蜂16条染色体,雄蜂8条)。第十一页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10n2激素:“牝(牝(pin)鸡司晨)鸡司晨”因为母鸡卵巢退化,促使
8、精巢发育并分泌出雄性激素,但其性染色体仍然是ZW型。第十二页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10n3 3 氮素影响氮素影响 黄瓜黄瓜早期发育时使用较多的氮肥或缩短光照,可提高雌花数目。n4 4 温度和光照温度和光照 降低夜间温度,可增加南瓜雌花数量;缩短光照,增加雌花降低夜间温度,可增加南瓜雌花数量;缩短光照,增加雌花数目。数目。第十三页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/105 环境因素决定性别:环境因素决定性别:后螠(bniella)是一种海生蠕虫,雌雄个体体型大小相差悬殊,雄虫很小,生活在雌虫的子宫里面。幼虫在水中自由游泳,落在海底就发育成为雌虫,落在雌虫的口吻上
9、就发育成雄虫。第十四页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10u总之:总之:性别是受遗传物质控制的;性别是受遗传物质控制的;环境条件可以影响甚至转变性别,但是不会改变原来的决环境条件可以影响甚至转变性别,但是不会改变原来的决定性别的遗传物质;定性别的遗传物质;环境影响性别的转变,主要是性别有向两性发育的特点。环境影响性别的转变,主要是性别有向两性发育的特点。第十五页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10第二节伴性遗传分析第二节伴性遗传分析第十六页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10一一 伴性遗传伴性遗传1.1 摩尔根发现果蝇伴性遗传摩尔根发现果蝇伴性遗传19
10、02年美国W.S.Sutton和德国T.Boveri发现孟德尔遗传因子与性细胞在减数分裂过程中的染色体行为有着平行关系,各自独立地提出了细胞核的染色体可能是基因的载体的学说即染色体遗传学说,说明孟德尔分离定律和自由组合定律的实质是由于同源染色体的分离导致等位基因的分离,并导致性状的分离;决定不同性状的两对非等位基因分别处于两对非同源染色体上,由于同源染色体的分离、非同源染色体的独立分配,导致了非等位基因的自由组合。这一学说在20世纪初引起了广泛重视,但是当时并没有得到直接证明。必须将某一特定基因与某一特定染色体联系起来,或者将某一特定基因定位于某一特定染色体,第一个做到这一点的是美国的遗传学家
11、和实验胚胎学家摩尔根。第十七页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10摩尔根利用果蝇进行遗传学研究,他发现果蝇是一种极好的遗传学实验材料:果蝇是一种双翅目昆虫,体型小,容易饲养,生活史短,25C时12天就可以完成一个世代,每个雌果蝇能产生几百个后代。1909年,摩尔根(Thomas Hunt Morgan)发现了一只白眼果蝇,利用这只不同寻常的果蝇,进行了一系列的试验,发现了伴性遗传,并证实了遗传的染色体学说,发现了遗传学的第三大定律连锁交换定律。大大地推进了遗传学的发展。第十八页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10 首先他将这只白眼雄果蝇首先他将这只白眼雄果蝇 与野生
12、红眼雌果蝇杂交:与野生红眼雌果蝇杂交:实验实验:P:红眼红眼白眼白眼 F1:红眼红眼说明:说明:(白眼为隐性白眼为隐性)1237 F2:红眼红眼:红眼红眼:白眼白眼:白眼白眼 2459 1011 0 782红眼红眼:白眼白眼=3:1,雄雄:雌雌=1:1,都符合孟德尔比例。都符合孟德尔比例。但是,但是,白眼果蝇全部为雄性,雌果蝇全部为红眼,白眼果蝇全部为雄性,雌果蝇全部为红眼,没有白眼雌果蝇,这是无法解释的。没有白眼雌果蝇,这是无法解释的。1.2 1.2 伴性遗传现象:伴性遗传现象:第十九页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10实验实验:将上述将上述F1红眼雌果蝇与最初那只白眼雄果蝇
13、进行回交红眼雌果蝇与最初那只白眼雄果蝇进行回交(测交):(测交):T:红眼红眼(来自来自 F1)白眼白眼 T1:红眼红眼:红眼红眼:白眼白眼:白眼白眼计数计数 129 132 88 86 比例:比例:1 :1 :1 :1说明:说明:1.红眼红眼:白眼白眼=1:1,:=1:12.F1红眼红眼为杂合子为杂合子,白眼白眼为隐性纯合子,同时得到了白眼雌为隐性纯合子,同时得到了白眼雌果蝇。果蝇。第二十页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10实验实验:将测交一代白眼雌果蝇与另一纯种野生红眼雄果蝇杂将测交一代白眼雌果蝇与另一纯种野生红眼雄果蝇杂交:交:P:白眼白眼(rr)红眼红眼(R?)(纯种)
14、(纯种)F1:红眼红眼(Rr)白眼白眼(rr?)F2:红眼红眼:红眼红眼:白眼白眼:白眼白眼比例:比例:1 :1 :1 :11.F1出现交叉遗传出现交叉遗传(Criss-cross inheritance),即父亲的性状传递给女儿,母亲,即父亲的性状传递给女儿,母亲的性状传递给儿子。的性状传递给儿子。2.F2互交与实验互交与实验相同,说明相同,说明F1红眼红眼为杂合子为杂合子,白眼白眼为隐性纯合子。为隐性纯合子。3.白眼雌果蝇白眼雌果蝇(rr)与红眼雄果蝇与红眼雄果蝇(RR?)杂交,可得到白眼雄果蝇纯合子杂交,可得到白眼雄果蝇纯合子(rr),说明,说明红眼雄果蝇的基因型不可能是红眼雄果蝇的基因
15、型不可能是RR,只可能是,只可能是Rr,但是它与野生型纯种矛盾!,但是它与野生型纯种矛盾!不能用常染色体理论对以上实验现象作出解释!怎么办?不能用常染色体理论对以上实验现象作出解释!怎么办?第二十一页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/101.3 1.3 摩尔根的解释摩尔根的解释摩尔根的实验中出现了两个问题是孟德尔定律所无法解释的:(1).(1).显性纯合体与隐性纯合体或杂合体杂交,可以得到隐性纯合体。显性纯合体与隐性纯合体或杂合体杂交,可以得到隐性纯合体。(2).(2).性状的遗传因性别而异,并出现交叉遗传现象。性状的遗传因性别而异,并出现交叉遗传现象。摩尔根以当时性染色体的发现和
16、性别决定的研究成果为依据:假设白眼基因位于X染色体上(Xw),而Y染色体上没有它的等位基因,由于雄果蝇性染色体为XY,因此白眼雄果蝇的基因型为XwY,是仅有一个白眼基因的隐性纯合子,而不是通常必须同时具有两个隐性等位基因才能构成隐性纯合子,这样即可圆满地解释果蝇白眼性状的特殊遗传现象。实验实验 P:X+X+红眼红眼 XwY 白眼白眼 F1:X+Xw X+Y 红眼红眼 1237 X+X+X+Y X+Xw XwYF2:红眼红眼:红眼红眼:白眼白眼:白眼白眼 2459 1011 0 782第二十二页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10 实验实验 T:X+Xw 红眼红眼 XwY白眼白眼X
17、+Xw X+Y XwXw XwY T1:红眼红眼:红眼红眼:白眼白眼:白眼白眼计数计数 129 132 88 86比例:比例:1 :1 :1 :1 红眼红眼:白眼白眼=1:1,:=1:1 F1红眼红眼为杂合子为杂合子,白眼白眼为仅有一个白眼基因的隐为仅有一个白眼基因的隐性纯合子。性纯合子。第二十三页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10 实验实验 :P:白眼白眼(F1)红眼红眼(纯种)(纯种)XwXw X+Y F1:红眼红眼 白眼白眼 X+Xw XwY F2:X+Xw X+Y XwXw XwY 红眼红眼:红眼红眼:白眼白眼:白眼白眼 比例:比例:1 :1 :1 :1摩尔根的假设不仅
18、合理解释了他的试验结果,而且摩尔根的假设不仅合理解释了他的试验结果,而且可以预测白眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配应该得到纯种可以预测白眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配应该得到纯种白眼果蝇:白眼果蝇:XwXw XwY XwXw:XwY=1:1这与试验结果是完全一致的。这与试验结果是完全一致的。第二十四页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/101.4 1.4 伴性遗传的特点伴性遗传的特点 像果蝇白眼性状这样由性染色体性染色体所携带的基因决定的性状,遗传时与性别相关联的遗传方式,又叫性连锁遗传。与非伴性遗传(常染色体遗传)相比,伴性遗传具有如下特点特点:1)决定性状的基因在性染色体上;2)性状的遗传与性
19、别有关;3)正交与反交结果不同;4)表现特殊的交叉遗传和隔代遗传现象。第二十五页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/101.5 1.5 伴性遗传的遗传规律:伴性遗传的遗传规律:(1)当同配性别(XX)传递纯合显性基因,而异配性别(XY)传递纯合隐性基因时,F1都表现显性性状,F2分离比(显性:隐性=3:1);性别分离比为1:1,其中隐性个体的性别与祖代隐性个体(外祖父)一样。X+X+X XaY(2)当同配性别(XX)传递纯合隐性基因,而异配性别(XY)正常时,F1表现交叉遗传,F2性状分离比和性别分离比都是1:1。外祖父)一样。XaXa X X+Y 第二十六页,本课件共有65页陕师大
20、白成科2022/12/10二.人类的伴性遗传 人类的性染色体,即人类的性染色体,即X染色体和染色体和Y染色体,长度不等,结染色体,长度不等,结构也不同,只有一部分是构也不同,只有一部分是同源区域同源区域,另一部分是,另一部分是非同源区域非同源区域。在。在男性体内减数分裂时非同源区域不能配对,存在于男性体内减数分裂时非同源区域不能配对,存在于X和和Y染色染色体非同源区域的基因往往只有一个拷贝,没有等位基因,表体非同源区域的基因往往只有一个拷贝,没有等位基因,表现为性连锁遗传,分别称为现为性连锁遗传,分别称为X连锁遗传和连锁遗传和Y连锁遗传连锁遗传.非同源部分非同源部分同源部分同源部分X Y第二十
21、七页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10 (1)X连锁显性遗传连锁显性遗传(sex-linked dominant inheritance,XD)由于致病基因是显性,不论男性和女性只要在X染色体上有一个致病基因就会发病。女性细胞中有两条X染色体,男性细胞中只有一条X染色体,女性获得致病基因的机会比男性多1倍,因此群体中女性患者多于男性患者。在X连锁显性遗传中,通常纯合体女性患者和男性患者病情较重,而杂合体女性患者病情较轻,这是因为杂合体女性患者中正常等位基因可进行功能补偿。由于出现纯合型女性患者的概率较小,女性患者一般都是杂合体,所以女性患者的病情一般比男性患者为轻。2.1 2.
22、1 X X连锁遗传:连锁遗传:第二十八页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10(三)典型系谱特点(三)典型系谱特点(1)人群中女性患者多于男性患者,前者病情较轻;(2)患者的双亲中往往有一个是该病患者,系谱中常可见到连续传递的现象;(3)男性患者的女儿都是患者,儿子都正常;(4)女性患者(杂合体)的儿子、女儿发病风险各为1/2。X连锁显性遗传病的典型系谱有如下特点:第二十九页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10XDXD遗传模式系谱遗传模式系谱遗传特点:遗传特点:每一代均有患者,在连续世代中呈垂直分布;每一代均有患者,在连续世代中呈垂直分布;患者父母中必有一方是患者;患
23、者父母中必有一方是患者;女性患者多于男性患者;女性患者多于男性患者;第三十页,本课件共有65页陕师大白成科2022/12/10身材矮小;身材矮小;可伴有佝偻病或骨质疏松症的各种表现。可伴有佝偻病或骨质疏松症的各种表现。低磷酸盐血症低磷酸盐血症(抗维生素抗维生素D佝偻病佝偻病)由于X染色体上显性基因R的作用使肾小管对磷的吸收发生障碍,血磷下降,尿磷增高,肠道对钙和磷的吸收不良,导致身材矮小,但该病的表现度变化很大,最轻的可无明显症状,重者下肢进行性弯曲,呈膝内翻或外翻。治疗这种佝偻病时,采用普通剂量的治疗这种佝偻病时,采用普通剂量的维生素维生素D和晒太阳均难有疗效,必须使用和晒太阳均难有疗效,必
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