第四章伴性遺傳

第四章性別決定與伴性遺傳第一節(jié)性別決定Thefundamentaldifferencebetweenmalesandfemalesisgametesize.一、性染色體與性別決定1.性染色體（sex-chromosome）：與性別決定有明顯而直接關(guān)系的一對(duì)形態(tài)大小不同的同源染色體稱為性染色體。常染色體：性染色體以外的染色體統(tǒng)稱為常染色體，以A表示。（1）位于Y染色體短臂擬常染色體端約35Kb的區(qū)域（2）35Kb的區(qū)域中的SRY基因(sex-determiningregionoftheY)，223個(gè)氨基酸組成的多肽，轉(zhuǎn)錄因子。證明1：從人體DNA文庫(kù)中篩選出對(duì)Y專一的DNA序列作探針，同XX男性，XY女性進(jìn)行分子雜交；證明2：人群中，XY，XX男性都有SRY基因；XX，XY女性都沒(méi)有SRY基因；證明3：發(fā)現(xiàn)至少有兩個(gè)基因的啟動(dòng)子序列里有SRY蛋白的結(jié)合位點(diǎn)，分別是抗苗勒氏因子基因和合成甾體有關(guān)的P450芳香酶基因。SRY基因：在哺乳動(dòng)物Y染色體的一個(gè)特異基因（SRY，性相關(guān)Y），對(duì)于胚胎發(fā)育中的雄性誘導(dǎo)有關(guān)（性別決定）。在人類SRY約為35kb，位于Y染色體短臂的遠(yuǎn)端Yp11.32。具有SRY基因的XX小鼠2.性別決定XY型性決定：哺乳類，某些魚類，兩棲類，果蠅等昆蟲(chóng)ZW型性決定：兩棲類，爬行類和鳥(niǎo)類。XO型性決定ZO型性決定細(xì)胞中染色體的倍數(shù)決定性別蜜蜂：雄峰(n=16)雌蜂(2n=32)練習(xí)：蜜蜂褐色眼對(duì)黃綠色眼為顯性，當(dāng)黃綠色眼雌蜂與褐色眼雄峰雜交后，后代蜜蜂的眼色如何？與性別是否有關(guān)？性指數(shù)性染色體（X）的數(shù)目與細(xì)胞中常染色體倍數(shù)的比例稱為性指數(shù)。XX/2A=1性指數(shù)=1雌性XY/2A=0.5性指數(shù)=0.5雄性

植物的性別不象動(dòng)物那樣的明顯種子植物雖有雌雄性的不同，但多數(shù)是雌雄同花、雌雄同株異花一些植物是雌雄異株的，如大麻、菠菜、蛇麻、番木瓜、石刁柏等蛇麻：雌性XX型，雄性XY型二、基因與性別玉米：sk,ba使植株為雄性

ts使雄花序變?yōu)榇苹ㄐ?，而受精結(jié)實(shí)玉米是雌雄同株異花植物隱性突變基因ba可使植株沒(méi)有雌穗只有雄花序隱性突變基因ts可使雄花序成為雌花序并能結(jié)實(shí)Ba_Ts_正常雌雄同株Ba_tsts

頂端和葉腋都生長(zhǎng)雌花序babaTs_僅有雄花序babatsts

僅頂端有雌花序說(shuō)明玉米的性別是由基因Tsts所決定的三、性別的反轉(zhuǎn)與性別的人工控制1.性別的反轉(zhuǎn)雞蛙人類2.性別的人工控制控制環(huán)境條件以控制生物的性別精子分離

四、性別畸形1、睪丸女性化綜合癥（testicularfeminization）病癥：患者的遺傳組成是男性，體內(nèi)有睪丸，能產(chǎn)生精子和分泌雄性激素，但外表卻是一個(gè)典型的女人，具有女人典型的外陰和第二性征，無(wú)子宮和輸卵管，盲端陰道，無(wú)月經(jīng)，成年時(shí)，乳房發(fā)育良好，身?xiàng)l優(yōu)美，腿長(zhǎng)，甚至被雇用為模特。內(nèi)生殖系統(tǒng)是雄性的（XY型，含有睪丸和睪丸酮），而外生殖系統(tǒng)不同程度地表現(xiàn)為雌性，有與女性相似的外陰甚至出現(xiàn)陰道。病因:

XY型，X染色體上的基因，Tfm→tfm，不能產(chǎn)生雄性激素的受體。5α—還原酶基因突變。常染色體隱性遺傳，不能將睪丸酮轉(zhuǎn)化為二氫睪丸酮。Klineflter綜合癥（睪丸退化癥，原發(fā)性小睪丸癥）病因:47，XXY；少數(shù)XXXY病癥:

外貌似男性，青春期以前表現(xiàn)不明顯，青春期以后出現(xiàn)異常表型，小睪丸，不能產(chǎn)生精子，不育，身材瘦高，50%的患者出現(xiàn)乳房發(fā)育，體毛稀疏呈女性分布，低性欲，智力稍有欠缺（具體表現(xiàn)在讀寫能力上）。發(fā)病率1.3‰Turner氏綜合癥（卵巢退化癥，X單體）病癥:這是一個(gè)比較溫和的綜合癥，對(duì)生存沒(méi)有威脅，但肯定具有發(fā)育障礙?；颊咄饷埠蛢?nèi)部生殖器管均象女性，身長(zhǎng)比一般女性為矮，性激素缺乏，卵巢及第二性征（乳房）發(fā)育不良，無(wú)生殖細(xì)胞，不育；蹼頸、肘外翻、寬乳距，往往有先天性心臟??；關(guān)于智力問(wèn)題，說(shuō)法有爭(zhēng)議，有人認(rèn)為智力底下，特別實(shí)在數(shù)學(xué)和空間思維方面。發(fā)病率:1/2500～1/5000XYY綜合癥

病因:47，XYY病癥:外貌男性，表型改變很微妙，身材較高，但肌肉較弱，性發(fā)育正常，有生育能力，皮膚多見(jiàn)痤瘡，有的人智力較高，脾氣暴躁，情緒不穩(wěn)定，喜尋事斗毆，一部分人性行為違背常人準(zhǔn)則有犯罪心理和反社會(huì)行為，一些人稱多出的這條Y染色體為“犯罪染色體”。發(fā)病率1/500～1/3000

性染色體畸變的發(fā)生機(jī)制1、Turner氏綜合癥：通常是由父親減數(shù)分裂不正常所制。提供X:男25%，女75%，Nance（1964，1972）推測(cè)可能是由于受精卵后期染色體偶然丟失所造成的。2、Klinefelter綜合癥：60%由母方提供XX，40%由父方提供XY（第一次減數(shù)分裂時(shí)，XY不分離）。3、XYY：父方精子形成時(shí)，第二次減數(shù)分裂YY不分離。4、XO/XY嵌合體受精卵有絲分裂出現(xiàn)異常

15%表現(xiàn)為女性；5%的人表現(xiàn)為男性；80%的人具有兩性特征的陰陽(yáng)人。大部分陰陽(yáng)人有子宮，有一部分人表現(xiàn)為urner氏綜合癥。小資料：真陰陽(yáng)人和假陰陽(yáng)人1、真陰陽(yáng)人:是同時(shí)具有卵巢組織和睪丸組織的人，真陰陽(yáng)人可能有兩種不完全的外生殖器，但常常是不同程度的男性化。由于卵巢和睪丸都發(fā)育不不全，真陰陽(yáng)人是不育的。染色體或?yàn)閄X或?yàn)閄Y，最初可能兼有XX，XY的細(xì)胞系。但經(jīng)過(guò)一段時(shí)期發(fā)育，其中一些個(gè)體就看不到這種鑲嵌現(xiàn)象。美國(guó)人類遺傳學(xué)會(huì)1978年Brazzel報(bào)道:有一個(gè)25歲的真陰陽(yáng)人（46，XX）經(jīng)過(guò)7個(gè)月的懷胎后，生了一個(gè)死胎小孩。據(jù)調(diào)查，這人早期有男的性活動(dòng)，以后就漸漸地轉(zhuǎn)向女性了。手術(shù)發(fā)現(xiàn)在身體左側(cè)肯有一個(gè)包含有卵巢組織的腫塊，右側(cè)腹股溝的一個(gè)囊中具有卵巢和睪丸的結(jié)合體。一般來(lái)說(shuō)，真陰陽(yáng)人很稀少，能夠懷胎則更少。2、假陰陽(yáng)人是指具有睪丸或卵巢（一般發(fā)育不全），但在某種程度上表現(xiàn)相反性別特征的人。具有XY染色體的假陰陽(yáng)人叫做男性假陰陽(yáng)人，外表具有女性特征，如睪丸女性化，具有XX染色體的假陰陽(yáng)人叫做女性假陰陽(yáng)人，外表具有男人的性征。3、真陰陽(yáng)人和假陰陽(yáng)人的性征似乎介于兩性之間，所以通常稱為間性體（intersex）。第二節(jié)伴性遺傳一、性染色體上基因遺傳的特點(diǎn)1.隱性伴性遺傳基因的傳遞（1）果蠅眼色的遺傳

（2）人類色盲的遺傳（3）人類血友病的遺傳隱性伴性遺傳的幾個(gè)特點(diǎn)：(1)男性患者遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于女性患者，系譜中往往只有男性患者；(2)表現(xiàn)為交叉遺傳；(3)隔代遺傳；(4)X連鎖基因，永遠(yuǎn)不會(huì)直接由父親傳給兒子；(5)男性患者的兄弟，外祖父，姨表兄弟，外孫可能是患者。2.顯性伴性遺傳基因的傳遞一個(gè)抗維生素D性佝僂病的家系伴X染色體顯性遺傳特點(diǎn)：(1)患者雙親中必有一方患有此病。女性患者多于男性，但女性患者病情較輕。(2)男性患者的女兒都是患者，兒子正常。(3)女性患者的子女有1/2可能患病。(4)末患病的后代，可真實(shí)遺傳。X染色體遺傳方式3.通過(guò)Y染色體的遺傳（限性遺傳）人類的毛耳基因只存在于Y染色體上，所以只有男性可表現(xiàn)為毛耳。果蠅的截毛基因（bb）截毛突變種比正常果蠅b+b+的剛毛短而細(xì)，該基因位于性染色體上，且X與Y染色體上均有等位基因存在。4.Z染色體上的基因遺傳(Z-linkedinheritance)例1：油蠶(2n=56)：OS基因控制，隱性遺傳方式。結(jié)論：母親的性狀通過(guò)兒子傳遞給孫女。例2：蘆花雞：絨羽黑色，頭上采黃花斑點(diǎn)，成羽有橫紋，黑白相間，受Z染色體上的顯性基因B控制。♀ZBW×♂ZbZb→ZBZb，ZbWF1自交→ZBZb，ZbZb，ZBW，ZbW

F1既可利用雜種優(yōu)勢(shì)，又可識(shí)別雌雄。Z-LinkedCharacteristicsCameophenotypeinIndianbluepeafowlZca

:brownfeathersZCa+:wildtypeblueZCa+>ZcaFemale:ZW;Male:ZZMoremalesarebluethenBrown.Blueisprettier,Maleisprettier.二、遺傳的染色體學(xué)說(shuō)的直接證明果蠅的X染色體不分開(kāi)現(xiàn)象X染色體次級(jí)不分開(kāi)現(xiàn)象三、從性遺傳:由于激素及內(nèi)環(huán)境的差異使得位于常染色體或性染色體同源部分的等位基因的顯隱性關(guān)系在雌雄性別中是相反的.表現(xiàn)型基因型男性女性b‘b’斑禿斑禿b‘b斑禿非斑禿bb非斑禿非斑禿表現(xiàn)型基因型男性女性F1F1短食指短食指F1F2短食指長(zhǎng)食指F2F2長(zhǎng)食指長(zhǎng)食指練習(xí):一個(gè)斑禿長(zhǎng)食指雜合子的男性個(gè)體與一個(gè)斑禿長(zhǎng)食指雜合子的女性個(gè)體結(jié)婚,確定他們所生孩子的表型和預(yù)期比例。第三節(jié)性別分化一、劑量補(bǔ)償效應(yīng)（dosagecompensationeffect）在XY性別決定機(jī)制的生物中，使性連鎖基因在兩種性別中有相等或近乎相等的有效劑量的遺傳效應(yīng)。劑量補(bǔ)償有兩種插況：

（1）x染色體的轉(zhuǎn)錄速率不同，如果蠅雄性的細(xì)胞（2）雌性細(xì)胞中有一條x染色體是失活的，如哺乳類Lyon假說(shuō)（Lyonhypothesis)：1.正常雌性哺乳動(dòng)物的體細(xì)胞中，兩條X染色體中只有一條在遺傳上有活性，另一條在遺傳上無(wú)活性。2.X染色體的失活是隨機(jī)的。3.失活發(fā)生在胚胎發(fā)育早期，X染色體一經(jīng)失活，其后代細(xì)胞中該染色體均處于失活狀態(tài)。4.雜合體雌性在伴性基因的作用上是嵌合體。玳瑁貓的毛皮上有黃色和黑色斑塊，其基因型為XOXo，X染色體的失活是隨機(jī)的，此時(shí)若XO失活，則其有絲分裂后代細(xì)胞產(chǎn)生黑色毛皮斑點(diǎn)，若Xo失活，則其有絲分類后代細(xì)胞產(chǎn)生黃色毛皮斑點(diǎn)。X+XoX+XO葡萄糖-6-磷酸脫氫酶電泳圖譜：當(dāng)胚胎發(fā)育分裂出5000~6000個(gè)細(xì)胞時(shí)，兩條X染色體隨機(jī)失活，若該女性此基因座為雜合形式，則…...葡萄糖-6-磷酸脫氫酶葡萄糖-6磷酸脫氫酶（G-6PD）的活性在男女間沒(méi)有區(qū)別。根據(jù)淀粉凝膠電脈的差異，可分為A型和B型。由X上一對(duì)等位基因GdA和GdB控制。只有一個(gè)氨基酸的差異。雜合體AB顯示兩條帶。但從皮膚上取很小一片，用胰蛋白酶處理，使細(xì)胞分散，單獨(dú)培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)，有的細(xì)胞群顯示A型，有的顯示B型，但沒(méi)有顯示兩條帶的。四、染色體失活機(jī)制研究進(jìn)展1、大多數(shù)的X連鎖基因在胚胎早期發(fā)育過(guò)程中表現(xiàn)為穩(wěn)定的轉(zhuǎn)錄失活，但并非整條X染色體上的所有基因均失活2、在失活X染色體上，表達(dá)基因與失活基因是穿插排列的3、在X染色體上存在一個(gè)特異性失活位點(diǎn)，即所謂X失活中心(X-inactivationcenter，XIC)最初的線索是來(lái)自X染色體異常的突變小鼠．它們的X染色體不出現(xiàn)失活，同時(shí)觀察到這些X染色體缺失了一個(gè)特定區(qū)段。于是把這個(gè)長(zhǎng)約680kb一1200kb的區(qū)段稱為X染色體失活中心。小鼠以Xic表示，人以XIC表示。該失活中心可能產(chǎn)生一個(gè)失活信號(hào)，關(guān)閉X染色體上幾乎所有基因的轉(zhuǎn)錄。4、在XIC的同一區(qū)域內(nèi)鑒定出了一個(gè)新的基因即X染色體失活特異轉(zhuǎn)錄子（X-inactivationspecifictrancripts，XIST）研究表明XIST的表達(dá)產(chǎn)物是一種順式作用的核RNA，而不編碼生成蛋白質(zhì)。而且發(fā)現(xiàn)只有在失活的X染色體存在的情況下．才有XIST的轉(zhuǎn)錄,有活性的X染色體上不表達(dá)。小鼠胚胎在X染色體失活前都發(fā)現(xiàn)有XIST基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，預(yù)示該基因可能對(duì)啟動(dòng)X染色體失活起作用。XIST轉(zhuǎn)錄物的大小在人類中是17kb．小鼠是15kb，兩者間的同源性很低。關(guān)于XIST的功能尚不十分清逆。XIST可能是:(1)在XIC位點(diǎn)內(nèi)與其他相關(guān)基因共同作用，使X染色體上的大部分基因失活;(2)XIST產(chǎn)物可能作用于XIC．而XIC則產(chǎn)生某種物質(zhì)與誘導(dǎo)失活的分子相互作用；(3)但也有可能是外源的調(diào)節(jié)分子作用于XIC，引起失活，然后使失活的X染色體表達(dá)XIST基因；即有可能XIST不直接參加失活，僅僅受失活的影響。二性別分化：受精卵在性別決定的基礎(chǔ)上，進(jìn)行向雌性或雄性性狀分化發(fā)育的過(guò)程。

（一）、外界條件對(duì)性分化的影響溫度光照營(yíng)養(yǎng)射線1.揚(yáng)子鱷借助產(chǎn)卵場(chǎng)所溫度的差異調(diào)節(jié)種群的性別比例2.蠕蟲(chóng)的生存環(huán)境決定性別（二）激素對(duì)性分化的影響（三）果蠅的性別分化（四）哺乳動(dòng)物的性別分化以人類的性別分化為例1、初級(jí)性決定和次級(jí)性決定（primarysexdeterminationandsecondarysexdetermination)

前者指性腺的決定，后者指性腺以外的身體表型。人類性別主要是由性染色體決定的，但是對(duì)于性別的分化，特別對(duì)于那些明顯的第二性征的發(fā)育，激素在其中起著重要的作用。性別決定和分化的過(guò)程H-Y抗原和性別分化。在胚胎發(fā)育的第一個(gè)