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性别?
雌雄分化是生物界的普遍现象。
从进化的角度来看,性别分化是逐渐产生的,从无性生殖向有性生殖演化,而有性生殖又经历了:
1.同配生殖,也就是两个结合的配子看上去完全一样;2.异配生殖,两个配子结构一样,但大小和运动能力有些不同。
这时候人们就定义大的运动慢的为雌配子,小的跑得快的为雄配子;3.卵式生殖,两个配子的分化进一步加剧,形态、大小和结构都有明显的不同,定义大的不能运动的为卵子,小的有鞭毛的为精子。
一般把产生卵子的个体称为雌性,而产生精子的个体称为雄性。
蕨类植物的精子人的卵子什什么决定性别么决定性别?
1890年,HermannHenking研究红蝽(Pyrrhocoris)的生殖细胞时,就发现有个染色体没有参与减数分裂,由于他不知道它是否真是一个染色体,也不知道它的作用,于是将它命名为X。
1901年,C.E.McClung对草螽属(Xiphidium)的研究发现,精子只有一半有一种特殊的染色体,称为副染色体,在受精时它决定昆虫的性别。
这是第一次提出染色体与生物性状的关系,不过具体说X染色体与雄性相关是错的。
1906年,威尔逊(Wilson,EB)观察到另一种半翅目昆虫的雌体有7对染色体,而雄性只有6条,另外加一条不配对的染色体,威尔逊称其为X染色体。
雌性有2条性染色体,都是XX,而雄性只有1条性染色体X。
这种性别决定机制叫XX-X0型。
1905年,NettieStevens研究黄粉虫(Tenebriomolitor)时发现,雌雄个体的染色体数目是相同的,但在雄虫中只有一对是异源的,大小不同,其中有一条雌性也有,但成对的;另一条雌性中怎么也找不到,Stevens就称之为Y染色体。
她发现Y染色体在性别决定中起了主要作用。
第一次正确提出染色体与具体性别的关系,雄性是XY、雌性是XX。
后来科学家陆续发现,包括人在内的大多数哺乳动物、一些昆虫和一些鱼类都有X和Y染色体,并表现出雄性和雌性。
它们的精子中有一个Y染色体或者X染色体,卵子中有一个X染色体。
这种XX-XY型机制是最常见的、也是大家最熟悉的性别决定机制。
C.E.McClung等人对昆虫的研究,开启了生物性别决定研究的序幕。
多细胞生物的性别决定是一个复杂的问题。
就表型而言,存在两性异体、同体,以及个体性别转化等不同的类型,并由此带来了副性征及生殖方式的多样性。
大量的研究表明,性别的决定受到遗传和环境双重因素的影响,而不同的生物性别决定的方式可能很不一样。
性别决定机制性别决定机制一、基因型性别决定1、性染色体决定性别1.1XY型凡雄性个体含有两条异型性染色体的生物,其性别决定类型称为XY型。
雄性为异配性别,雌性为同配性别;这是生物界较普遍的类型。
人类,哺乳类、某些两栖类、爬行类和鱼类,以及很多的昆虫和雌雄异株的植物等的性别决定都是XY型。
Sry基因是位于Y染色体上的睾丸决定因子,指导胎儿的性腺向雄性方向发育;Eif2s3y则是精原增殖因子,能够引导精子发生。
转Sry基因的XX小鼠可长出睾丸和雄性特征,但不能产生正常的精子。
2013年,威夷大学生物发生研究所的副教授莫妮卡沃德发现,只要2个Y染色体基因Sry和Eif2s3y,就能代替整条Y染色体,令小鼠产生可使卵细胞受精的精细胞,并培育出可成活后代。
在包括小鼠和人类在内的多数哺乳动物中,性别决定的关键基因是位于X染色体上的DAX1基因和位于Y染色体上的SRY基因。
由于在XX染色体组型的个体中直邮DAX1基因表达,个体无选择的发育为雌性个体,而在XY染色体阻性的个体中,由于SRY基因对于DAX1基因的强竞争作用,个体将发育为雌性个体。
DXA1基因或SRY基因产物在其他辅助因子的协同作用下分别有到生殖原基向卵巢或精巢的发育,实现初级性别决定;然后,两种不同的性腺再进一步通过产生激素的方式诱导各自的次级性别特征。
雄性小鼠Y染色体被敲除后,他染色体组成就是XO型,最终会发育成雌性小鼠。
三只完全不含Y染色体基因的雄性小鼠。
左一和右一的小鼠为2岁1个月大,中间的小鼠则1岁10个月大。
1.2ZW型凡雄性个体含有两条异型性染色体的生物,其性别决定类型称为ZW型。
雌性为异配性别,雄性为同配性别。
鳞翅目昆虫,某些两栖类和爬行类动物,鸟类的性别决定属于这一类型。
Z染色体上的DMRT1基因是睾丸发育的关键基因,但是不是鸟类睾丸发育的开关基因,性别决定的开关基因尚未找到。
鸟类性别决定机制迄今仍未阐明。
雌雄嵌合体ZWZZ雌鸟存在生殖系统发育不对称的现象。
鸟类胚胎的生殖腺来自于生殖嵴,生殖导管则来自于苗勒氏管和沃夫氏管。
在雌性中,左侧性腺和苗勒氏管发育成具有功能的卵巢和输卵管,而右侧保持原基状态,这是为了保持体重利于飞行而进化出来的。
在雄性中,性腺和沃夫氏管则发育成对称的、双侧生殖系统,而苗勒氏管退化。
鸟类的性别虽然最初由性染色体决定,但性别的分化则在孵化阶段中受性激素所控制。
正常情况下ZW胚胎的雌性生殖腺优先发育并分泌激素,是这些激素促使雌性特征发育,同时抑制雄性生殖腺的发育;ZZ胚胎则相反。
因此如果在孵化的早期阶段,用雌激素处理鸡胚,可引起雄性胚胎出现不同程度的雌性发育。
由于成年母鸡体内只有左侧的卵巢输卵管发育,一旦它在外界刺激下病变损坏,则不再能产生足够的激素,这时右侧未分化的生殖系统原基不再受到激素的抑制,便发育为睾丸,母鸡从而变成能生育的公鸡,就出现了“牝鸡司晨”的情况。
性反转牝鸡司晨直翅目昆虫(如蝗虫、蟋蟀和蟑螂等)和少数哺乳动物(鼩鼱Sorexaraneus等)属于这种类型。
雌性的性染色体成对,为XX;雄性直邮一条性染色体,为XO。
例如蝗虫雌体共有24条染色体,为22+XX;雄体则为XX+XO,只有23条染色体。
1.3XO型2、性指数决定性别哺乳动物和果蝇都用性别决定的XX/XY系统,但机制完全不同。
Bridges(1921)在果蝇的研究中提出:
果蝇虽然也有X染色体和Y染色体,但其性别决定不是取决于Y染色体的存在,而是取决于性指数(sexindex),即X染色体与常染色体体组数的比值。
X:
A比例信号是通过性致死sexlethal(简称Sxl)基因起作用的。
Y染色体在果蝇性别决定中无任何作用,仅是雄性可育的一必须因素,在精子形成过程中被激活。
3、染色体组的倍性决定性别蜜蜂、蚂蚁等膜翅目昆虫的性别决定比较特殊,决定于卵细胞受精与否。
例如,雄蜂是由未受精的卵孤雌生殖发育而成,只有单倍体的染色体数;雌蜂由受精卵发育而成,具有二倍体染色体数目。
二、环境型性别决定哺乳类和鸟类的胚胎发育在恒温条件下进行,受外界环境影响极小,因此其性别决定和分化主要有遗传因素决定。
低等脊椎动物的性别决定和分化除受遗传因素控制外,还受到温度、光照、pH值、营养条件、外源激素及动物群体行为等多方面因素的影响。
大多数龟类无性染色体,其性别取决于孵化时的温度。
如乌龟卵在2028条件下孵出的个体为雄性,在3035时孵出的个体为雌性。
鳄类在30以下孵化则几乎全为雌性,高于32时雄性则占多数。
爬行类(大多数龟和所有鳄鱼)的性别是由受精后的环境决定的,在发育一定时期乱的温度是性别决定的决定因子,温度的微小变化能引起性别比率发生重大变化。
这种性别决定方式的优势是不必拘泥于1:
1的性别比率,例如鳄鱼的性别比率可达10雌:
1雄,促进了有性生殖;有害的一面是使物种生存的温度范围变窄。
有人曾推测恐龙也许是温度依赖型的性别决定,由于地球气温变化导致性别比例偏离,最终造成灭绝。
当前全球气候变暖,对于那些温度依赖型性别决定的生物来说,可能是一种潜在的危胁。
大多数龟类无性染色体,其性别取决于孵化时的温度。
如乌龟卵在2028条件下孵出的个体为雄性,在3035时孵出的个体为雌性。
鳄类在30以下孵化则几乎全为雌性,高于32时雄性则占多数。
鱼类是性别决定方式最为多样的一个类群,他们有着从环境决定到遗传决定的不同模式,不但有雌雄异体,还存在雌雄同体,性逆转等特殊的生物学现象。
在已考查核型的鱼类中,具有异形性染色体的种类不足10%。
通过细胞学手段发鱼类中性染色体类型有,XX/XY,ZZZO,ZZZW等;除性染色体外,常染色体上的某些基因和一些外部环境因素亦参与性别决定;根据现有的报道,在各种外部环境因素中,温度,pH值,盐度,光照,水质,食物丰度和种群内部因素等都可能影响鱼类性别及其分化,外源激素作为人工施加的环境因子亦能够影响鱼类的性别,形成性逆转。
黄鳝不像其他动物那样终生属于一个性别,而是前半生为雌性,后半生为雄性,中间转变的阶段叫雌雄间体。
在达到性成熟的黄鳝群体中,较小的个体是雌性,较大的个体主要是雄性,中间个体为雌雄间体。
而这种呈雌雄间体的性腺组织实际上是一个动态过程,在这个生理变化过程中,有功能的雌性转变为有功能的雄性。
小丑鱼种群里面一般会有1条雌鱼+几条雄鱼一起生活,如果雌鱼因为其它原因消失了,这里面的某条雄鱼会在几周内转换成雌鱼,然后继续和这些雄鱼生子。
海生蠕虫后螠,是一种环节动物,成熟雌虫将卵产在海水中,刚发育的幼虫没有性分化,之后自由生活的幼虫将落入海底,发育成雌虫,但是如果有机会落到雌虫的口吻上,很快下滑经内壁进入子宫发育成雄虫。
如果把已经落在雌虫口吻上的幼虫移去,让其继续自由生活,就发育成中间性,畸形程度视呆在雌虫口吻上时间的长短。
许多线虫是靠营养条件的好坏来决定性别的,它们一般在性别未分化的幼龄期侵入寄主体内,低感染率时营养条件好,发育成的成体基本上都是雌性,而高感染率时,营养条件差,发育成的成体通常都是雄的。
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