第06章-伴性遗传PPT课件.ppt

第五章性别决定与伴性遗传,教学基本要求：1、了解性别决定的几种类型，弄轻性别决定与性染色体的关系2、明确性别与环境的关系3、掌握伴性遗传的特点和规律4、了解人的性别畸形教学安排：4课时,第一节性别决定,达尔文认为，杂交生物杂交有利，自交有害。性别分化有利生物杂交。高等动物雌雄性别差异明显，高等植物的差异仅表现在花上。低等生物外形上性别差异不明显，其差异仅表现在生理上。性别也是一种性状，是由遗传物质决定的。在自然条件下，两性生物中，:1:1，是典型的Mendel回交比数，意味着某一性别为纯合体，另一性别为杂合体，表明性别与性染色体及染色体上的基因有关。1902年美国的McClung在直翅目昆虫中发现性染色体后，把性别与性染色体联系起来，逐渐形成性染色体决定性别的学说。,一、性染色体,性染色体（sex-chromosome）：与性别决定有明显而直接关系的染色体，称为染色体。常染色体（autosome）：性染色体以外其余各对染色体统称为常染色体。性染色体异数：雌雄个体的性染色体数目不同。如蝗虫，:XX:XO性染色体异型：雌雄个体的性染色体大小、形态、结构不同。如人:XX,:XY；鸡:ZW:ZZ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。,X染色体:形态较大,其上基因数目多,有雌性化作用。Y染色体：形态较小，其上基因数目少，一般位于X染色体上的基因在Y染色体上没有对应的等位基因，有强烈的雄性化作用。Z染色体:形态较大,其上基因数目多,有雄性化作用。W染色体：形态较Z染色体小，其上基因数目少，一般位于Z染色体上的基因在W染色体上没有对应的等位基因，有强烈的雌性化作用。常染色体每对同源常染色体的两个成员一般是同型的，即形态结构和大小都基本相似。而性染色体一般是异型的,形态结构、大小和功能都有所不同,这种差异是由进化形成的。性染色体由常染色体进化而来。,二、性别决定,性别决定方式因生物类型不同而异。雌雄同花（同株）的植物和雌雄同体的低等动物，同一个体能产生两性配子它们不是性别决定，而是性别分化。多数雌雄异体（或异花）的动物（植物），雌雄个体的性染色体组成不同，其性别由性染色体的差异决定。还有一些生物，性别决定与受精与否，环境条件，基因的差别有关。,1、性染色体决定性别,XY型性决定：雌性为两个同型性染色体（XX），雄性为两个异型性染色体（XY），后代的性别由雄配子决定。2nn2n雌性：AA+XXA+XAA+XX雌性A+X雄性：AA+XYA+YAA+XY雄性这类生物在XY个体中，X染色体上的基因都是成单的，称为半合子。雌性为同配性别，雄性为异配性别。包括全体哺乳类、某些鱼类和两栖类、很多昆虫、及雌雄异株植物。,ZW型性决定,1914年英国Doncaster从舞毒蛾中发现伴性遗传与果蝇相反。ZW型性决定：雄性为两个同型性染色体（ZZ），雌性为两个异型性染色体（ZW），后代的性别由雌性配子决定。2nn2n雄性：AA+ZZA+ZAA+ZZ雄性A+Z雌性：AA+ZWA+WAA+ZW雌性这类生物中，雄性为同配性别，雌性为异配性别。包括鳞翅目昆虫、两栖类、爬行类及鸟类中较普遍。XO型性决定：:XO(无Y):XX如蝗虫等直翅目昆虫，花椒。ZO型性决定：ZZ:ZO（无W）如少数昆虫。,2、其他类型的性别决定,（1）染色体倍数决定性别蜂和蚁的性别决定与染色体倍数有关，也与营养条件有关。蜜蜂婚配飞行：最强壮的雄峰与蜂王交尾后死去，蜂王获得终生享用的精子。,雄峰的减数分裂退化，不进行减数分裂，减数分裂正常（实为有丝分裂）。精原细胞经多次有丝分裂，形成初级精细胞，再发育成精子。每个精子的遗传组成无差别。,（2）环境条件决定性别,后螠：虫长6cm形似豆，有一长吻，吻端分叉。虫为虫的1/500，无消化器官，寄生于虫子宫内。后螠卵受精发育幼虫寄生于虫吻部虫寄生虫子宫落入海中虫取下吻部幼虫,将发育为间性(介于之间的不孕个体),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；30全。蜥蜴：26-27全；29全。鳄鱼：31全；31-33、各半；33全。龟鳖：28全；2832各半；32全。,(3)基因决定性别,单基因决定性别：石刁柏，雌雄异株，A，a，Aa为显性。A_(AA、Aa)为株，aa为株。,双基因决定性别：,玉米雌雄同株，顶生雄花，腋生雌花。Ba花,ba不长花,Baba为显性；Ts花,ts花变花,Tsts为显性.正常玉米:Ba_Ts_，babaTs_为雄株（不长花）Ba_tsts为雌株（花变花）。,多基因决定性别,喷瓜，三个复等位基因决定性别。aD雄株，a+雌雄同株，ad雌株；aDa+、ad为显性，a+ad为显性；aD_为雄株,a+a+、a+ad为雌雄同株，adad为雌株。,雄性,雌雄同体,雌性,2、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。,3、基因平衡理论,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的平衡。常以性指数来衡量。性指数（X/A）：X染色体的数目/常染色体组数。,例AAAA+XXX，AABBCC+XXY，AA+XY，AA+XY,性指数与性别的关系（果蝇）,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。,3.H-Y抗原与性别人的性别决定与分化受精卵卵裂内胚层原生殖嵴中性生殖腺皮层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,抑制,H-Y抗原基因(Y染色体)睾丸决定基因(Y染色体),5周,6周,发育7周,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(Lyon)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、激素对性别分化的影响,1.激素的影响自由马丁牛：双胎性别不同的牛，雄牛的睾丸决定基因先发育，分泌的雄激素经血液循环流入雌性胎儿使其发育为不育的间性。性反转如牝(pn)鸡司晨：母鸡产蛋后变为公鸡，并与母鸡交配，产生后代。母鸡体内有雌雄两种性腺，雄性性腺退化。产蛋后因某种原因使卵巢退化，已退化的精巢逐步发育起来，产生正常精子。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.通过基因型控制性别精子分离法根据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Y精子运动力强，寿命短，耐酸性弱，耐疲劳差；X精子运动力弱，寿命较长，耐酸性强，耐疲劳强。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。2、通过环境条件控制性别黄瓜在富氮、低温、短日照下，多开雌花，增产；动物中，提高饲料质量，可使雌性个替比例增加。,六、人类性别畸形,1.先天性睾丸发育不全（Klinefeltersyndrom）患者外貌男性，但睾丸较小，精细管发育不全,不育，有女性似乳房，智能低。核型：2n=47，XXY。有一个巴氏小体。2.先天性卵巢发育不全（Turnersyndrom）患者外貌女性，卵巢发育不全，原发性闭经，矮小，肘外翻，蹼颈,先天性心脏病或智能低下。核型：2n=45，XO。3、XYY体患者外貌男性，身材较高，多粉刺，智力较高，睾丸不下降，多数不育；性情粗暴孤僻，有反社会行为。核型：2n=47，XYY。,47，XXY,4.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，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。5.多X女人X染色体多至3条以上，又称超雌体。核型：2n=47,XXX或48,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。,TrisomyX:Karyotype(47,XXX),Slenderbodyhabitus,雌性(2n)AA+XX雌性(2n)AA+XY,减数分裂,A+XXA+O,减数分裂,A+XYA+O,6.多X男人,核型：2n=48,XXXY或49,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。性别畸形发生机制：减数分裂过程中，性染色体不分离形成多一个性染色体或无性染色体的生殖细胞。,第二节伴性遗传,一、伴性遗传的概念1.不完全伴性基因X与Y（或Z与W）性染色体上有一部分是同源的，该部分的基因称为。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.伴性基因位于性染色体上的基因称为。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，具体说来是指位于性染色体上的基因所控制的性状，总是跟性别相联系的遗传方式，称为。,二、伴性遗传现象,实验1：P红(X+X+)白(XwY)F1红(X+Xw)红(X+Y)F2X+X+X+XwX+YXwY红眼红眼红眼白眼红:2459红:1011白:782表型比例红眼:白眼=3:1其中：性全是红眼，性红:白=1：1,1909年Morgan发现一只白眼雄蝇,并与其正常姐妹杂交,如下:,1、F1全为红眼。红眼(+)白眼(w)为显性；2、F2红眼：白眼=3：1，符合分离规律。3、F2中雌蝇均为红眼，白眼只表现在雄蝇中，说明该性状与性别有关,实验2：P红眼(X+Xw)白眼(XwY)F2X+XwXwXwX+YXwY红眼白眼红眼白眼预期1：1：1：1实得1199812296表型比例红眼:白眼=1:1其中：性，红:白=1:1性，红:白=1:1,Morgan用最初的白眼与其女儿红眼（来自实验1中F1）回交。,Morgan假定眼色基因位于X染色体上,Y染色体上无对应等位基因。红眼的基因型为X+Xw,白眼的基因型为XwY,杂交结果如右图。父亲把性状传递给女儿,母亲把性状传递给儿子的现象,称为交叉遗传.,Morgan实验的意义:,1、第一次把特定的基因与一条特定的染色体联系起来,为遗传的染色体学说提供了第一实验证据.通过染色体把细胞与遗传学结合起来，建立了细胞遗传学。2、发现了果蝇白眼的遗传与性别有关，发现了交叉遗传现象，建立了伴性遗传理论。,三、伴性遗传的特点,1.正反交结果不一致；性状分离比数在两性间不一致。2.同配性别传递纯合显性基因时，雌、雄个体均为显性性状。F2：显性:隐性=3:1；:=1:1。3.同配性别传递纯合隐性基因时，则F1表现交叉遗传。F2性状与性别比均为1:1。4.出现假显性现象。,四、伴性遗传的应用,1、X-伴性遗传（1）X-隐性伴性遗传人类血友病的遗传：患者受伤后血流不止而身亡。该病受X染色体上隐性基因h控制，Y染色体无相应等位基因。X+XhX+YX+X+，X+Xh和X+Y，XhYX+X+XhYX+Xh和X+YXhXhX+YX+Xh和XhY人类红绿色盲的遗传：患者不能分辨红绿颜色，该病受X染色体上隐性基因b控制，Y染色体无相应等位基因。X+Xb,X-隐性伴性遗传的特点：,男性患者远多于女性患者；性状传递表现交叉遗传，男人女儿外孙；隔代遗传，男患者的子女均正常表现不连续遗传。双亲无病，女儿不会发病，儿子可能发病，其母必为携带者。患者的兄弟、舅父、姨表兄弟、外甥常为本病患者。,（2）X-显性伴性遗传,抗维生素D型佝偻病，受X染色体上显性基因控制。患者小肠对P、Ca吸收不良，肾小管对P的重吸收障碍，造成血磷下降，骨骼发育畸形。X-显性伴性遗传：女患者多于男患者，女患者病情较男患者轻；患者双亲必有一方为患者；连续传代或交叉遗传；男患者后代中，女儿均为患者，儿子正常；女患者后代中，儿女各半为患者。,2、Y染色体的遗传限雄遗传,限雄遗传Y染色体上的基因决定的性状，只在雄性个体中表现的遗传现象，称为。Y染色体上的基因很少，已经定位的有睾丸决定基因、H-Y抗原基因、耳轮硬毛基因、蹼指基因、等，Y染色体上的基因在X染色体上没有等位基因。Y染色体传男不传女。毛耳在印第安人、高加索人中较多。箭猪人，18-19世纪英国发现，男人皮肤厚而黑，全身猪毛，具鳞片，似猪，传男不传女，无人婚配而止。,3、Z染色体上的基因遗传与自别雌雄,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,PZBW芦花ZbZb非芦花F1ZBZb芦花ZbW非芦花,ZKW慢羽ZkZk快羽ZKZk慢羽ZkW快羽,又如家蚕中：正常蚕(+)油蚕(os)为显性P油蚕ZosZos白蚕Z+WF1白蚕Z+Zos油蚕ZosW,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。,第三节、从性遗传与限性性状的遗传,一、从性遗传从性遗传（sex-conditionedinheritance）：指位于常染色体上的基因所控制的性状，在表型上受个体性别影响的遗传现象,称为从性遗传。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）。正反交结果相同，只是性状的表现受性别的影响,主要是基因的表达受激素的影响。从性遗传现象,如人的秃顶，S秃顶,s非秃顶。SS均秃顶，ss均不秃顶，Ss不秃顶、秃顶。绵羊角的遗传也如此。,二、限性性状的遗传,1.限性性状（sex-limitedtraits）：指只在某个性别才具有的性状，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-limitedinheritance）：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，如泌乳性状、产仔性状、产蛋性状等。3.限性遗传的特点,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，有其遗传基础却无性状表现。如泌乳性状、繁殖性状等。具有遗传基础而无性状表现的个体在该性状上用性状指数表示，如公牛不能泌乳，雄禽不能产蛋，但有相应的控制基因，其泌乳性能用泌乳指数表示；产蛋性能用产蛋指数表示。在杂交育种上，不能忽视雄体。位于Y染色体上基因控制的限性性状实际上只在雄性个体中表现，这类性状的遗传行为又称为限雄遗传。,第四节染色体学说的直接证据,1903年萨顿(Sutton)和鲍维里(Boveri)在观察蝗虫和海胆的减数分裂中，发现染色体的行为与孟德尔遗传因子的行为一致，提出遗传的染色体学说(chromosometheroyofinheritance)。认为：基因在染色体上。摩尔根1910把果蝇特定基因(W)与特定染色体(X)联系起来Bridges1916的一个经典工作，证明了遗传的染色体学说。,遗传的染色体学说依据：,染色体与遗传因子行为间的平行现象表现在以下几点：1染色体可在显微镜下看到，有一定的形态结构。基因是遗传学单位，每对基因在杂交中仍保持它们的完整性和独立性。2染色体成对存在，基因也是成对的。在配子中每对基因只有一个，而每对同源染色体也只有一个。3个体中成对的基因一个来自母本，一个来自父本；染色体也是如此，两个同源染色体也是分别来自母本和父本。4不同对基因在形成配子时的分离与不同对染色体在减数分裂后期的分离，都是独立分配的。,遗传的染色体学说的主要论点：,1由一个受精卵而产生的体细胞内有两组染色体，一组来自父本，一组来自母本。同源染色体的对数与一个配子内的单倍体组的染色体数目相同，所以，染色体也和孟德尔的遗传因子一样，在体细胞是成双存在的，而在配子