生物界的性别决定和性别分化
生物的性别决定
生物的性别决定[摘要]性别决定是生物的一种重要性状,主要指生物性腺的形成决定。
不同的生物性别决定的方式不同。
自然界大部分生物性别决定于性染色体,除此之外,染色体倍数、基因、外界环境也是某些生物性别决定的重要因素。
[关键词]性别决定染色体染色体倍数基因环境性别是生物的一种复杂性状。
性别决定是指雌雄异性的生物决定性别的方式,它有别于性别分化,具体是指决定性别发展趋势的内在因素和方式,即在各种因子的调控下性腺的形成。
性染色体、染色体倍数、基因等因素都可决定生物体的性别,对个别生物而言环境因素甚至是决定因素。
一、性别是由性染色体决定的染色体分为两类:一类是与性别决定无关的染色体称为常染色体,另一类是与性别决定有关的染色体称为性染色体。
性染色体一般是1对,而常染色体为n-1对。
因不同的生物性染色体有差异,此种方式又分为四种。
1.XY型性别决定雌性动物体内有两条同型的性染色体XX,雄性个体内有两条异型的性染色体XY。
人和其它哺乳动物、大部分的两栖类和爬行类动物、部分鱼类和昆虫、植物中的棕榈、菠菜、剪秋罗等都属于XY型。
减数分裂之后,每个配子具有一套单倍体数目的常染色体和一条性染色体。
卵子中的性染色体都是X,而在精子中性染色体可能为X,也可能为Y,比例为1:1。
精子中的性染色体决定后代性别。
若是X精子与X卵子结合,则后代的性染色体为XX,发育为雌性;若是Y精子与X卵子结合,则后代的性染色体为XY,发育为雄性。
所以在这一类型中Y染色体起主导作用,不论X染色体有几条,只要存在一条Y染色体就发育为雄性。
1990年,辛克莱尔(Sinclair,A.H)等在前人工作的基础上发现在人和小鼠Y染色体的短臂上存在着性别决定基因,并在真兽亚纲中显示保守性。
根据其在染色体上的位置,命名为SRY(sex-determining region of the Y),近年来又克隆出一系列与性别分化有关的基因,但SRY是其中起主导作用的基因,因此携带此基因的Y 染色体成为决定雄性性别的标志。
性别决定与性别分化
AZFa
AZFa
AZFa
AZFa
AZFa
AZFa
AZFc AZFb(USP9Y) (sY84) SRY AZFc AZFb(USP9Y) (sY84) SRY AZFc AZFb(USP9Y) (sY84) SRY
泳道为正常男性的SRY AZFa（ SRY、 USP9Y）、 1-5泳道为正常男性的SRY、AZFa（sY84 and USP9Y）、 AZFb和AZFc的PCR结果 结果； AZFb和AZFc的PCR结果； 10泳道 11-15泳道分别为两例无精症患者的SRY、 泳道， 泳道分别为两例无精症患者的SRY 6-10泳道，11-15泳道分别为两例无精症患者的SRY、 AZFa（ USP9Y）、AZFb和AZFc的PCR结果 ）、AZFb 结果； AZFa（sY84 and USP9Y）、AZFb和AZFc的PCR结果； 两 者均显示有AZFc的缺失。（ 10和15泳道无PCR产物 AZFc的缺失。（即 泳道无PCR产物） 者均显示有AZFc的缺失。（即10和15泳道无PCR产物）
性 别 决 定
性 别 分 化
AMH AMH-rec StAR 3βHSD2 CYP17 17βHSD3 LH-rec T-rec(AR) SRD5AZ
19p13.3 12q 8p11.2 1p13 10q24-25 9q22 2q21 Xq11-12 2p23
生长因子 激酶途径 STAR受体 3βOH脱氢酶 17α羟化酶 17-20碳链裂解酶 17βOH脱氢酶 Gsα/腺苷酸环化酶 转录因子 5α-还原酶元
苗勒管退化 AMH信号转导 胆固醇转位 ∆5转变∆4信息传递 C21转变C19信息传递
C18-C19氧化还原为C17
PMDS PMDS 脂肪性CAH 生殖器性别不明 生殖器性别不明 生殖器性别不明 Ledig细胞发育不良 T不敏感 生殖器性别不明
伴性遗传与连锁互换.
A．h基因特定序列中BclI酶切位点的消失是碱基序列改变的结果 B．Ⅱ-1的基因诊断中只出现142bp片段，其致病基因来自母亲 C．Ⅱ-2的基因诊断中出现142bp，99bp和43bp三个片段，其基因型为 XHXh D．Ⅱ-3的丈夫表现型正常，其儿子的基因诊断中出现142bp片段的概率 为1/2
一、伴性遗传
• 例：性染色体 A、存在于所有雌雄异体生物的体细胞中 B、存在于所有进行有性生殖生物的体细胞中 C、在同种生物不同性别体内的组成是不同的 D、在不同种生物的相同性别中组成是相似的
• 例：一个患有Klinefelter’s综合征的个体与正常女性结婚 时是可育的。预测他们的儿子中，患有Klinefelter’s综合 征的比例是 A、0 B、1/3 C、1/2 D、2/3 E、100%
一、伴性遗传
2.伴性遗传 （1）定义：控制某些性状或疾病的基因只位于性染 色体上，这些基因可随性染色体而向后代传递，使 相应性状或疾病的遗传与性别相关。
（2）类型 ①X连锁显性遗传 控制某性状的基因为X染色体上的显性基因，如抗维生素D佝 偻症。 特点：女患>男患；世代相传；父病女必病，子病母必病。 ②X连锁隐性遗传 位于X染色体上控制某性状的基因是隐性基因，如红绿色盲， 血友病等。 特点：男患>女患；隔代遗传；女病父必病，母病子必病。
一、伴性遗传
2.伴性遗传
（2）类型 ③Y连锁遗传 控制某一性状或某一疾病的基因位于 Y染色体上，随Y染色体而遗传。 特点：父传子，子传孙。 ④从性遗传 受常染色体上的基因控制，但同一基因型个体在不同性别中 表现型不同，如人的秃顶性状遗传。 ⑤限性遗传 某种常染色体或性染色体上的基因只在一种性别中表达，例：一位色觉正常的女性（其双亲都是都无色盲基因）与 一位色盲男性结婚，他们的儿子和女儿患色盲的几率分别 是 • A、0、0 B、50%、50%、 • C、25%、75% D、50%、100%
高中生物 第六章性别决定与伴性遗传
2、先天性卵巢发育不全
又称Turner综合症或原发闭经症。 临床症状：
社会性别女性；体矮，盾状胸，肘外翻，原 发性闭经，外生殖器幼稚。 染色体核型为： 45,X； 45,X/46,XX；45,X/ 47,XXX等。
1902年，在直翅目昆虫中首次发现了性染色体。 理论： 当精、卵结合时，由性染色体的组成决定 了性别发育的方向。
如： 果蝇 n = 4 雌 3AA+1XX 雄 3AA+1XY
（二）性染色体的构成
1、XY型 两性分化的生物中占绝对多数，包括全部的哺 乳类、两栖类、鱼类、昆虫等。
雌性是同配性别 (homogametic sex): AA+XX 雄性是异配性别 (heterogametic sex): AA+XY
㈢、芦花鸡的毛色遗传:
① 芦花基因B为显性，正常基因b为隐性， 位于Z性染色体上。
② W染色体上不带它的等位基因。 ③ 雄鸡为ZZ，雌鸡为ZW。
ZBW
×
芦花(雌)
ZbZb 正常(雄)
交叉遗传
ZbW 正常(雌)
ZBZb 芦花(雄)
ZBZb 芦花(雄)
近亲繁殖
ZbZb 正常(雄)
ZBW 芦花(雌)
ZbW 正常(雌)
Lyon 假说
正常女性的一条X染色体失活，形成异固缩的X染 色质体；
失活的X染色体可以来自父方也可来自母方，机会 均等；
失活在胚胎第16天开始，一旦失活，繁殖出的所 有细胞中的X染色体都呈失活状态。
2、X0型
动物的生殖方式
动物的生殖方式在自然界中，动物的生殖方式多种多样，根据不同的特征和需要，动物可以采取不同的生殖方式来繁衍后代。
本文将介绍一些常见动物的生殖方式，包括性别分化、无性生殖和孤雌生殖。
1.性别分化性别分化是指个体在发育过程中，逐渐表现出雌雄两性的不同特征和功能。
在性别分化的动物中，个体通常分为雄性和雌性两种性别。
在大多数动物中，性别是由遗传物质决定的。
有些动物在出生时就具有明显的性别特征，而有些动物在发育一段时间后才能明确性别。
性别分化的动物通过交配来完成繁殖，雌性动物经过受精将卵子孵化出仔体，这些仔体将由雌性照顾和抚育，保证下一代的生存。
2.无性生殖无性生殖是指一种不需要两性生殖细胞（精子和卵子）参与的繁殖方式。
无性生殖主要有三种形式：分裂、孢子生殖和营养繁殖。
分裂是无性生殖中最简单的方式之一，它包括二分裂和多分裂两种情况。
在二分裂中，一个个体分裂成两个子个体，每个子个体都与原先的个体相同。
而在多分裂中，一个个体可以分裂成多个子个体。
像细菌和原生生物就是通过分裂进行繁殖的。
孢子生殖是指通过产生孢子来进行繁殖的无性生殖方式。
在孢子生殖中，个体通常会产生一类特殊的细胞，即孢子。
这些孢子具有生存能力，并且可以分散到外部环境中，然后发芽成为新的个体。
苔藓植物和蕨类植物就是通过孢子生殖进行繁殖的。
营养繁殖是指个体通过自身分离出生产新个体所需的器官，并经过一定的生长过程形成新个体。
例如，像珊瑚、腊肠植物等无性生殖便是通过营养繁殖来完成繁殖。
3.孤雌生殖孤雌生殖是指只需要雌性个体参与的繁殖方式。
在孤雌生殖中，没有雄性个体参与受精过程。
有些动物中的雌性个体具有自体受精能力，也就是说，它们可以通过自我受精来完成繁殖。
例如，蚯蚓和某些虫类就是通过孤雌生殖进行繁殖的。
此外，还有一些动物采取混合生殖方式。
混合生殖可以指个体既能进行有性生殖，又能进行无性生殖的生殖方式。
例如某些动植物在有利的条件下会进行有性生殖，而在不利的条件下会进行无性生殖，从而增加了后代的生存机会。
【高中生物】浅谈生物界的性别决定类型
【高中生物】浅谈生物界的性别决定类型多数动物和某些植物具有两性之分，不同生物的性别决定类型存在较大的差异，综合起来主要分为两大类，即遗传因素决定性别和环境因素决定性别。
1遗传因素决定性别1．1性染色体决定性别性染色体是指与生物体性别决定直接相关的染色体。
在自然界中，大多数生物体的性别差异是由性染色体的差异决定的。
1．1．1xy型性别决定XY型性别决定是最常见的性别决定类型。
所有哺乳动物、大多数爬行动物和两栖动物、一些鱼类和昆虫，以及雌雄异株植物，如雌性露菜、菠菜和大麻，都属于XY型性别决定。
这种类型的雌性是纯合的，即雌性个体的体细胞包含两条同型性染色体（XX）；雄性是杂合的，即雄性个体的体细胞包含两条异型性染色体（XY）。
Y染色体在这种性别决定中起主导作用。
含有Y染色体的受精卵发育为雄性，没有Y染色体的受精卵发育为雌性。
其根本原因是Y染色体上存在SRY（睾丸决定基因），其表达产物锌脂蛋白通过抑制女性发育途径和启动男性发育途径，在调节性别分化中发挥作用。
因此，真正决定XY型生物性别的是SRY基因。
因此，SRY基因易位于X染色体或常染色体上的XX型受精卵将发育为男性个体；Y染色体上SRY基因缺失的XY型受精卵将发育成雌性个体。
1．1．2zw型性别决定鸟类、鳞翅目昆虫和一些两栖爬行动物属于ZW型性别决定。
ZW型生物的性染色体组成与XY型相反。
雄性为同性，体细胞中有两条同类型的性染色体（zz）；雌性是杂合子，体细胞中有两条异型染色体（ZW）。
ZW型性别决定的机制尚不清楚。
根据普遍推测，W染色体可能携带抑制男性发育的基因。
1．1．3性指数决定性别虽然黑腹果蝇也有x和Y染色体，但其性别决定机制不属于XY型，而是由性别指数决定的，即性染色体（x）数与常染色体组（a）数的比值决定性别（见表1）。
表1人类和果蝇中性染色体和性别的关系性染色体xyxxxxxxxyxoxyyx:3a性别指数 1x:2a=0.5 2x:2a=13x:2a=1.5 2x:2a=11x:2a=0.5 1x:2a=0.5 1x:3a=0.33人类性别♂♀超雌♂♀超级男性－果蝇性别♂♀超雌核发育(不能成活)♀♂♂超雄从表1可以得出结论，人类的性别决定取决于Y染色体的存在，而果蝇的性别决定取决于性别指数。
生物的性别决定和性别分化及其在生产实践中的应用
中 国 图 书分 类 号 ： ４ Ｑ３ ４
文献标识码 ： Ａ 因 型 为 ａａ 、Ｄ 植 株 是 雄 性 ， 因 型 为 ａａ或 ａａ Ｄ＋ ａａ 的 基 ＋ ＋ 的植 株 是 雌 雄 同株 。 因 型 为 ａ ａ 基 ｄ 的植 株 是 雌 株 ． 因 ａ 基
性 别 是 生 物 界 普 遍 存 在 的 一 种 性 状 ， 多 数 生 物 大 特 别 是 高 等 生 物雌 雄 个 体 的 性 别 差 异 非 常 明显 。性 别
的 形 成 包 含 ２个 方 面 ： ） 别 决 定 。 细 胞 内 遗 传 物 质 １性 对 性 别 的作 用 ； ） 别 分 化 。受 精 卵 在 性 别 决 定 的基 ２性 础 上 ， 过一 定 条 件 的作 用 ， 育 成 一 定 性 别 的过 程 。 经 发
性 别 分 化研 究 一 直 是 发 育 生 物 学 、 传学 、 胎 学 遗 胚 等 学科 最 为活 跃 的研 究 领 域 之 一 。 究 表 明 ， 些 物种 研 一
的 性 别 分 化 是 由环 境 因素 决 定 的 ． 别 是 在 无 脊 椎 动 特 物 、 等 脊椎 动物 和部 分 植物 中 ， 部 环境 因素如 温 度 、 低 外 光 照 、 学 物质 等 对性 别分 化起 着 非 常重 要 的作用 。 化 ２ １ 温 度 对 性 别 分 化 的影 响 在 一 些 两 栖 类 和 昆 虫 ． 中。 们 的性 别 受 胚 胎 发 育 期 间所 处 环 境 温 度 的影 响 。 它 戴维 ・ 鲁斯 等发 现正处 于发 育过程 中 的胚胎体 内 ． 克 温 度 是 通 过 调 节 酶 和 激 素 受 体 的 分 布 来 影 响 性 别 分 化 的 。 度 能 够 启 动 一 种 生 物 学 机 制 ， 是 这 种 机 制 调 温 正 控着 这 类 生 物 的 性 别 。 豹 斑 壁 虎 ， 低 孵 化 温 度 和 高 如 在 孵 化 温 度 条 件 下 ． 发 育 出 的壁 虎 皆 为 雌 性 ． 在 中 所 而
高中生物学教材中与性别相关的遗传问题
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６ｌ ・
高 中生物 学教 材 中与性 别 相关 的遗传 问题
冯 艳 （ 苏 东 高 中 ２３ ） 江 省 海 级 学 ２ ０ ２０
摘 要 本文对高中生物学教材 中与性别有关 的知识点进行了归纳， 包括性别决定 、 性别分化 、 遗传和从性遗传等 。 伴性
体短臂 ｌ 带 ３小带。Ｓ Ｙ基 因是一 个高 度保 守 的单 １ Ｒ
拷贝基 因 ， 它所编码 的蛋 白质是 Nhomakorabea种 转录因子 ， 它通过
１４ 单倍体 型 ．
蜜蜂分 为蜂王 、 蜂和雄 峰三种 ， 工 蜜
与特异的 Ｄ Ａ序列结合 ， Ｎ 达到对其他受控基因的转录
［］ ５杨 继， 郭友好 ， 杨 雄 ， ２０．植物生物学．北京 ： 等．００ 高等教育
女性 的染色体 组成 是 ４ ４条 常染 色体 ＋Ｘ 男 性 Ｘ， 的染色体组成是 ４ ４条常染 色体 ＋Ｘ 减数分 裂形 成 Ｙ， 性染色体都是 ｘ的一种卵细胞 、 性染色体是 ｘ Ｙ的两 、 种精子 ， 两种精 子 的 比例 为 １ １ ： 。精子 中 的性 染 色体 决定后代性别 ， 一种精 子与卵细胞 受精是机会 均等 每 的， 因此 自然人群 中男 女 比例 为 １１ 图 １ 。 ：（ ）
雌雄个 体的染色体 组成不 同， 它们 的性别 是 由性染 色 体差异决定的。 高等动物 和人类 的性染色体数 目的增 减 ， 或性染 色体 同常 染 色 体 比例 的 改 变 ， 会 引起 性 别 畸 形 。 都 １６ 年 由Ｓ ｎｂｒ 等首先报道 的 Ｘ Ｙ综 合征 ， ９１ ａｄ ｅ ｇ Ｙ 性染色
激 素的作用 ｌ 。 ＿ ｌ Ｊ
１ １ 常 染色体 和性 染 色体 ．
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生物界的性别决定和性别分化
雌雄性别是生物界最普遍、最引人注意的现象之一。
大多数生物特别是高等动物雌雄间的差异非常明显，这种差异表现在许多性状上。
在植物界，雌雄性别差异不像动物那样明显，雌株和雄株的差异多表现在花器上，有些低等生物雌雄性仅表现在生理差异上，而在外形上却完全相同。
因此，性别现象是一类很复杂的现象。
1性别决定
性别决定是指细胞内遗传物质对性别的作用而言。
受精卵的染色体组成是性别决定的物质基础。
不同的生物，性别决定的方式也不同。
1.1性染色体决定性别
多数雌雄异体或异株的动植物，雌雄个体的性染色体组成不同，它们的性别由性染色体差异决定（在受精的一瞬间就决定了）。
以后性别就按染色体决定的方向进行性别分化，如ZW型、XY型、XO型、ZO型。
1.2受精与否决定性别
蜜蜂雌性个体就是由受精卵发育而来的，雄蜂由未受精卵发育而来。
1.3环境决定性别
海生蠕虫后螠（Bonelliaviridis）的雌虫大，口吻长；雄虫很小。
这种虫的性别决定很偶然，成熟的后螠在海里产卵，卵发育成幼虫，它们不具有性别，落到海底的幼虫发育为雌虫，落到雌虫吻部的发育为雄虫，落在海水中发育为中性，若把雌虫吻上的幼虫取下，它就成为中性，而雄性的程度由它在雌虫吻部停留的时间来决定。
据说该雌虫的吻上有一种类似激素的化学物质，它有力地影响着幼虫的性分化。
1.4基因差异决定性别
如玉米，若基因型为BaBaTsTs为正常雌雄同株；若基因型为babaTsTs或babaTsts为雄株；若基因型为BaBatsts或Babatsts为雌株；若基因为babatsts则雄花序上长出雌穗变为雌株。
2性别分化
性别分化指受精卵在性别决定的基础上，进行雄性或雌性性状分化和发育的过程。
它与环境有关。
原来凡是有性别分化的生物，幼体都有可能向雌雄两方面发育，若内外环境非常有利于某一性别的发育，就有可能产生跟性染色体不一致的相反结果，发育为一定性别的表现型。
2.1营养影响性别分化
同是蜜蜂受精卵发育的幼虫获取蜂王浆（其成分中的蜂乳酸有利于雌性器官的发育）较多的一个可发育为蜂王，其余的则发育为工蜂；在黄瓜发育早期施氮肥或给温室的黄瓜通入CO２，可使雌花数量增多。
2.2温度影响性别分化
鳖（甲鱼）卵孵化时，25℃孵化多为雄，30℃孵化多为雌；某些蛙类的蝌蚪在30℃发育多为雄；若晚上低温则南瓜多开雌花，若低温和8小时日照结合起来，则雌花占绝对优势；在葫芦科植物里，丰富的氮肥，短日照低夜温有利于雌花的发育。
2.3位置影响性别分化
一般在雌雄同花的植物里，同一朵花原基上，靠近外边的细胞发育成雄蕊，靠近中央的发育成雌蕊。
2.4日照长短对性别分化的影响
如大麻，在短日照，温室内，50%～80%的雌株逐渐出现性转变为雄株；缩短光照，黄瓜多开雌蕊。
2.5激素影响性别分化
2.5.1异性双胎性别分化。
“自由马丁”（Freemartin）牛是很像雄牛的雌牛，即牛怀异性双胎，出生的雌牛的性别分化受影响，雌牛雄性化。
2.5.2性逆转。
“牡鸡司晨”就是母鸡变公鸡后清晨啼鸣的记载。
由于母鸡卵巢不能分泌雌性激素抑制精巢的发育，结果使退化了的精巢发育起来，并分泌出雄性激素。
红海中的红鲷鱼由十几至几十条生活在一起，只有领头的是雄鱼，若雄鱼死亡，则其中最健壮的一条雌鱼很快会卵巢消失，精囊长出，变成雄鱼。
有人曾将雌雄鱼用2个玻璃缸分装，靠得很近，可互相看见，雌鱼不会变成雄鱼，若鱼缸间用布隔开，使雌鱼看不到雄鱼，则雌鱼里会有一条变成雄鱼，可见鲷鱼是通过视觉引起性变化的。
生活在澳大利亚的尖鳍鱼及某些两栖类也有类似变化。
总之，雌雄异体的生物，幼体都有向雌雄两方面发育的可能，一般情况下，染色体决定了性别发育的方向，性染色体起了重要作用。
但在内外环境如激素、营养、光照、温度影响下，虽不能改变性染色体（基因）的组成，也能引起表现型（性别）的改变，这表明性别表现取决于基因型和环境条件的相互作用。