词条 | 性别决定 |
释义 | 性别决定,从生物育种学看,指有性繁殖生物中,产生性别分化,并形成种群内雌雄个体差异的机理。细胞分化与发育上,由于性染色体上性别决定基因的活动,胚胎发生了雄性和雌性的性别差异。从遗传学上看,则是在有性生殖生物中决定雌、雄性别分化的机制。 决定方式(1 性染色体决定性别 1.1 XY型性别决定 1.2 ZW型性别决定 1.3 XO型性别决定 1.4 ZO型性别决定 2 染色体的单双倍数决定性别 3 环境条件决定性别 4 基因决定性别 5 性反转现象) 简介性别决定(sex determination)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。 决定方式不同的生物,性别决定的方式也不同。性别的决定方式有:环境决定型(温度决定,如很多爬行类动物);年龄决定型(如鳝);染色体数目决定型(如蜜蜂和蚂蚁);有染色体形态决定型(本质上是基因决定型,比如人类和果蝇等XY型、矢鹅和蛾类等ZW型)等等。 1 性染色体决定性别多数生物体细胞中有一对同源染色体的形状相互间往往不同,这对染色体跟性别决定直接有关,称为性染色体;性染色体以外的染色体统称常染色体。 1.1 XY型性别决定凡是雄性个体有2个异型性染色体,雌性个体有2个相同的性染色体的类型,称为XY型。这类生物中,雌性是同配性别,即体细胞中含有2个相同的性染色体,记作XX;雄性的体细胞中则含有2个异型性染色体,其中一个和雌性的X染色体一样,也记作X,另一个异型的染色体记作Y,因此体细胞中含有XY两条性染色体。XY型性别决定,在动物中占绝大多数。全部哺乳动物、大部分爬行类、两栖类以及雌雄异株的植物都属于XY型性别决定。植物中有女娄菜、菠菜、大麻等。 在哺乳动物的性别决定中,X染色体和Y染色体所起作用是不等的。Y染色体的短臂上有一个“睾丸决定”基因,有决定“男性”的强烈作用;而X染色体几乎不起作用。合子中只要有Y就发育成雄性;仅有X染色体(XO)则发育成雌性。雌雄异株的女娄菜体内,Y染色体携带决定雄性的基因,具有决定雄株的作用。决定雌株的基因大部分在X上,也有一些在常染色体上。但对于果蝇来说,Y染色体上没有决定性别的基因,在性别决定中失去了作用。X是雌性的决定者。例如染色体异常形成的性染色体组成为XO的果蝇将发育为雄性,而性染色体为XXY的果蝇则发育为雌性。 1.2 ZW型性别决定凡雌性个体具有2个异型性染色体,雄性个体具有2个相同的性染色体的类型,称为ZW型。这类生物中,雄性是同配性别。即雌性的性染色体组成为ZW,雄性的性染色体组成为ZZ。鸟类、鳞翅目昆虫、某些两栖类及爬行类动物的性别决定属这一类型。例如家鸡、家蚕等。 1.3 XO型性别决定蝗虫、蟋蟀等直翅目昆虫和蟑螂等少数动物的性别决定属于XO型。雌性为同配性别,体细胞中含有2条X染色体;雄性为异配性别,但仅含有1条X染色体。如雌性蝗虫有24条染色体(22+XX);雄性蝗虫有23条染色体(22+X)。减数分裂时,雌虫只产生一种X卵子;雄虫可产生有X和无X染色体的2种精子,其性别比例为1∶1。 1.4 ZO型性别决定鳞翅目昆虫中的少数个体,雄性为ZZ,雌性为ZO的类型,称为ZO型性别决定。此类型中,雌性产生2型配子,雄性产生单一类型配子,性别比例为1∶1。 2 染色体的单双倍数决定性别蜜蜂的性别由细胞中的染色体倍数决定。雄蜂由未受精的卵发育而成,为单倍体。雌蜂由受精卵发育而来,是二倍体。营养差异决定了雌蜂是发育成可育的蜂王还是不育的工蜂。若整个幼虫期以蜂王浆为食,幼虫发育成体大的蜂王。若幼虫期仅食2~3天蜂王浆,则发育成体小的工蜂。单倍体雄蜂进行的减数分裂十分特殊,减数分裂第一次,出现单极纺锤体,染色体全部移向一极,两个子细胞中,一个正常,含16个染色体(单价体),另一个是无核的细胞质芽体。正常的子细胞经减数第二次分裂产生两个单倍体(n=16)的精细胞,发育成精子。膜翅目昆虫中的蜜蜂、胡蜂、蚂蚁等都属于此种类型。 3 环境条件决定性别有些动物的性别,靠其生活史发育的早期阶段的温度、光照或营养状况等环境条件来决定的。比如:海生蠕虫后益,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;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20~27℃条件下孵出的个体为雄性,在30~35℃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;我国特产的活化石扬子鳄,巢穴建于潮湿阴暗的弱光处可孵化出较多雌鳄,巢穴建于阳光曝晒处,则可产生较多的雄性。 4 基因决定性别某些植物既可以是雌雄同株,也可以是雌雄异株,这类植物的性别往往是靠某些基因决定的。如葫芦科的喷瓜,决定性别的是三个复等位基因,即aB、a+、ab;其显隐关系为aB>a+>ab。aB基因决定发育为雄株;a+基因决定雌雄同株;ab则决定发育为雌株。性别的类型有5种基因型所决定:aBa+和aBab为雄株;a+a+和a+ab为雌雄同株;aab为雌株;纯合的abab不存在,因为雌性个体不可能提供ab配子。玉米也可因为2对基因的转变,引起雌雄同株和雌雄异株的差异。(为防止词条有广告信息报错,这里将d变换为b) 5 性反转现象在一定条件下,动物的雌雄个体相互转化的现象称为性反转。鱼类的性反转是比较常见的,如黄鳝的性腺,从胚胎到性成熟是卵巢,只能产生卵子。产卵后的卵巢慢慢转化为精巢,只产生精子。所以,每条黄鳝一生中都要经过雌雄两个阶段。成熟的雌剑尾鱼会出其不意地变成雄鱼,老的雌鳗鱼有时转变成雄鱼。鸡也有“牝鸡司晨”现象,且可用激素使性未分化的鸡胚转变性别。 性别比例根据性别决定的原理,不论是哪种性别决定方式,后代的性别比例都是1∶1。性别决定发生在受精的过程中,受精作用一经完成,性别也就决定了。 现以人的性别决定为例来说明XY型性别决定的情况。 人的性别决定方式为XY型,女性个体的一对性染色体是同型的,即XX;男性个体的一对性染色体是异型的,即XY。 从某种意义上说,性别也是按孟德尔方式遗传的,1:1的性别比例是一种测交的结果,这意味着某一性别(例如哺乳动物的雌性)是纯合体,而另一性(如雄性)是杂合体。 根据基因的分离规律,男性个体的精母细胞在经减数分裂形成精子时,可以同时产生含有X染色体的精子和含有Y染色体的精子,并且这两种精子的数目相等;女性个体在卵原细胞经减数分裂形成卵细胞过程中,只产生一种含X染色体的卵细胞。 受精作用发生时,因为精子、卵细胞的融合是随机进行的,因此形成两种类型(就性染色体的组合而言)的受精卵,即:将来发育为女性个体,含XX性染色体的受精卵;和将来发育为男性个体,含XY性染色体的受精卵,且这两种受精卵的比例为1:1,即女性个体与男性个体的数量比为1:1。 下面说明ZW型性别决定的情况。 ZW型性别决定方式和XY型性别决定方式正好相反。属于ZW型性别决定的生物,雌性个体的体细胞中,含有两个异型性染色体,用ZW表示,它产生两种数量相等的卵细胞,即Z型卵细胞:W型卵细胞为1:1;雄性个体所含的性染色体为同型性染色体,用ZZ来表示,它只产生一种精子,即Z型精子。在受精过程中,两种配子融合是随机的,这样就使其产生的后代中,雄性个体和雌性个体的数量比同样也是1:1。 关于性别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,性别现象是一种很复杂的现象。 性别是雌雄性的性状差别。这个性状包括内在的和外在的两个方面,也就是通常性的第一性征和第二性征。第一性征先出现,主要表现为内在性状特征,比如精巢(睾丸),生殖器官等;第二性征是在第一性征的基础之上衍生来的,后出现,主要表现为外在的性状特征,比如男性的胡须,女性的乳房,公鸡的漂亮羽毛,孔雀的屏状尾巴。 物种差别哺乳动物的性别主要取决于体内性染色体的组成,环境对性别的决定几乎没有影响。但在低等一些的动物体内,如两栖类、爬行类等,性别的决定除与性染色体组成有关外,与环境的变化有一定的关系。如青蛙等低等脊椎动物,即使性染色体组成为XY,但在温度较高的环境中也会发育成雌蛙,在温度较低的环境中,即使性染色体组成为XX,也会发育成雄蛙。也就说低等的脊椎动物染色体对性别的决定不是很强烈的。 |
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