211工程安徽大学生命科学学院病毒的遗传分析(2)

1、211工程安徽大学生命科学学院病毒的遗传分析(2)第一页，共39页。一、性别决定一、性别决定第二页，共39页。第三页，共39页。性别决定的演变第四页，共39页。n目前地球上150多万种生物中能进行有性生殖的种类占98以上n有性生殖对于物种的繁衍昌盛具有重大意义。 第五页，共39页。无性生殖 有性生殖性别分化第六页，共39页。一、一、性别决定的演变与有性生殖性别决定的演变与有性生殖1、原始决定机制：环境决定性别n例1水螅n性别决定机制n低等多细胞动物n雌雄同体或雌雄异体n生殖方式：无性出芽生殖和有性生殖n对发生有性生殖的外界条件有严格要求n影响水螅发生有性生殖的外界因子，主要是温度第七页，共39

2、页。n该机制与有性生殖n水螅的性别的不确定性使它同时具备两种生殖方式 n原始的腔肠动物对有性生殖迈出的重要一步 第八页，共39页。水螅的有性生殖水螅的无性生殖第九页，共39页。n例2 线虫n性别决定机制n雌性线虫处于幼虫期还没有显现出性别特征，它们会预测判定自已长大成年，能有多少食物可以利用 若它们感觉性成熟后食物充裕则相当多的线虫就会失去一个x染色体，变成雄性基因结构 若它们认为未来食物匮乏，它们将留住自己的两个XX染色体，保持“女儿身” 第十页，共39页。n该机制与有性生殖n异体的有性生殖是线虫的首选 n即使是自体生殖，依然采用了精卵结合的有性生殖方式 n生物向稳定的有性生殖又迈出了坚实的

3、一步 第十一页，共39页。2.过渡性决定机制：环境决定与基因决定并存n例乌龟n性别决定机制n已经明确龟类的性别决定有两种类型 具有性染色体的种类，由异型性染色体决定性别，即基因型性别决定(genotypic SexdeterminationGSD)； 不具有性染色体的种类，性别由环境温度决定，即温度依赖型性别决定(temperaturedependent sex determination，TSD)。 第十二页，共39页。第十三页，共39页。n该机制与有性生殖n古生物向哺乳动物过渡的生物类型，因而其性别决定方式也就有了两重性 n仍然不能保证有性生殖的持续发生 n既是一种进步，也说明了这类动物对

4、于环境的适应性尚有欠缺 第十四页，共39页。3.成熟的决定机制：基因决定性别第十五页，共39页。(一)、性染色体n性染色体性染色体(sex chromosome)n与性别决定有明显而直接关系的染色体称为性染色体。n常染色常染色体(autosome, A)n例：果蝇(Drosophila melangaster, 2n=8)染色体组成与性染色体。第十六页，共39页。果蝇的常染色体与性染色体第十七页，共39页。果蝇的常染色体和性染色体第十八页，共39页。(二)、性染色体决定性别性染色体决定性别的方式nXY型性决定(XY type)：凡雄性是两个异型性染色体的生物。n两种性染色体分别为X、Y；n雄性

5、个体的性染色体组成为XY(异配子性别)，产生两种类型的配子，分别含X和Y染色体；n雌性个体则为XX(同配子性别)，产生一种配子，含X染色体。n性比一般是1 : 1。n哺乳类、某些昆虫、鱼、两栖类、雌雄异株植物第十九页，共39页。n瑞典 Tjio Levan 发现人类有23对染色体，其中22对为常染色体，1960年确定一对性 染色体为X和Y。nXX 为女性性染色体，XY为男性性女性性染色体n同配性别homogametic sex：所有配子的性染色体相同的性别。女性为同配性别n异配性别hetergametic sex：配子的性染色体不同的性别。男性为异配性别第二十页，共39页。The tradit

6、ional human karyotypes derived from a normal female and a normal male.第二十一页，共39页。Figure 5.4 (a) The Protenor mode of sex determination where the heterogametic s e x i s X O a n d produces gametes with or without the X chromosome. 第二十二页，共39页。Figure 5.4 (b) The Lybaeus mode of sex determination, w h e

7、 r e t h e heterogametic sex is XY and p r o d u c e s gametes with either an X or a Y chromosome.第二十三页，共39页。(二)、性染色体决定性别性染色体决定性别的方式2.雌杂合型雌杂合型(ZW型型)： 两种性染色体分别为Z、W染色体；n雌性个体性染色体组成为ZW(异配子性别)，产生两种类型的配子，分别含Z和W染色体；n雄性个体则为ZZ(同配子性别)，产生一种配子含Z染色体。n性比一般是1 : 1。n鳞翅目昆虫，某些两栖类、爬行类、鸟类鳞翅目昆虫，某些两栖类、爬行类、鸟类第二十四页，共39页。(二)

8、、性染色体决定性别性染色体决定性别的方式第二十五页，共39页。n例2果蝇n性别决定机制n当X：A比为1时，sxl基因活化，活化的sxl基因又使得tra、tra-2基因活化，进而诱导dsx基因产生DSXFemale蛋白，使果蝇个体发育成雌体 n当X：A比为0.5时，sxl基因失去活性，又使得tra、tra-2基因失活，进而诱导dsx基因产生DSXMale蛋白，使果蝇个体发育成雄体 第二十六页，共39页。第二十七页，共39页。n该机制与有性生殖n趋于完善的基因决定 n性别比例在种群中能维持在相对稳定 ，为有性生殖提供了保证 n仍然随机性过强 第二十八页，共39页。3.2现在最常见的ZW型和XY型

9、（1）ZW型n性别决定机制n在鸟类中，雄性的染色体是同型的(ZZ型)，而雌性是异型的(ZW 型)。nDMRT1(doublesexandmab3related transcription factor)基因，特异定位在z染色体上，在w染色体上是缺失的。在泌尿生殖器发育过程中，DMRT1蛋白特异地在性腺表达，而且在雄性表达量大大高于雌性。在性别分化开始后，DMRT1只在睾丸中特异表达。n一个蛋白激酶C 的抑制基因(PKCIW) 。它高度保守地定位于鸟类的w染色体上。从4到5天的鸡胚开始，PKCIW 只在雌性生殖嵴表达。第二十九页，共39页。(2)XY型n性别决定机制n哺乳动物性腺发育的基本途径是

10、雌性的。n这一途径在雄性体内被SRY的活动所掩盖。SRY启动睾丸分化，然后由睾丸分泌的睾酮和AMH使胚胎完成发育成雄性的其余步骤。第三十页，共39页。 女性染色体男性染色体第三十一页，共39页。第三十二页，共39页。第三十三页，共39页。n该机制与有性生殖n以上两种机制中，性别决定已经基本完善，有较完整的基因调控机制 n雌性和雄性能基本各占该物种的50% n有性生殖可以十分稳定地进行 第三十四页，共39页。二、性染色体的出现二、性染色体的出现n3亿年前一对常染色体通过一个基因的突变开始演化成性染色体。n这一基因突变发生在X染色体中的一条上，最终演变成了Y染色体。nY染色体上有三个DNA片段发生

11、了倒置 ，基因重组事实上成了不可能的事。现在，Y染色体上只有5的部分可以在X染色体上找到与其相对应的部分 n鸟类当然也可能在相同的时期内，演化出与染色体 第三十五页，共39页。X和Y染色体第三十六页，共39页。三、结论三、结论n有性生殖的优势 n基因组合的广泛变异增加子代适应自然选择的能力，n促进有利突变在种群内的传播 。n性别决定方式越是进化，就越是有利于有性生殖，利于这一物种的繁衍 ；n性别决定机制的进化实质上就是为了适应有性生殖的要求； n性别决定的演化利于有性生殖的产生 ，从而对物种的进化起到了至关重要的作用。第三十七页，共39页。参考文献 nBull JJVogt RCTemperature dependent sex delermination innturtlesScience1979206：ll 86一ll 88n王培潮中国的龟鳖上海：华东师范大学出版社2O0HD：6570n胡锐颖、李仲逵.鸟类性别决定