发育生物学考试题

1、为什么近缘物种性别决定方式会有很大不同？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。

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，如蛙、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。

性别决定的方式常见的有三种：一种是XY型性别决定，特点是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，如哺乳动物、果蝇等。

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。

第二种性别决定的方式是ZW型，特点是雌性动物体内有两条异型的性染色体ZW，雄性个体内有两条同型的性染色体ZZ，如蝴蝶、鱼和鸟类等。

性别有卵子中所带有的性染色体是Z还是W决定最后一种性别决定方式是XO型，O代表缺少一条性染色体，雌性具有两条X染色体（XX），而雌性只有一条X染色体，其基因型为XO雄性产生两种配子：具有一条X染色体，或者没有性染色体，精子在受精过程中决定子代的性别。

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。

一些物种的性别决定缺乏性染色体，在蚂蚁和蜜蜂中，性别决定于染色体的数目，而不是性染色体，雌性由受精的卵子发育而来，是二倍体；雄性数目很少，又未受精的卵子发育而来，是单倍体。

大多数动物是雌雄异体的，即雌性个体和雄性个体彼此独立。

很多植物也是雌雄异体，有雄株和雌株之分，一些植物如棕榈、菠菜，具有XY性别决定系统；另外一些植物如草莓，具有ZW性别决定系统。

但是，并非所有种类都是两性分离的。

绝大多数植物和少部分低等动物的个体可以既产生精子又产生卵子。

这样的植物（玉米）成为雌雄同株，这样的动物（如蚯蚓）成为雌雄同体。

雌雄同株的植物和雌雄同体的动物的所有个体都具有相同的染色体。

2、怎样理解细胞凋亡和发育失控之间的关系？细胞凋亡（apoptosis）指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡。

为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。

细胞凋亡是生命的基本现象，是维持体内细胞数量动态平衡的基本措施。

在胚胎发育阶段通过细胞凋亡清除多余的和已完成使命的细胞，保证了胚胎的正常发育；在成年阶段通过细胞凋亡清除衰老和病变的细胞，保证了机体的健康。

和细胞增殖一样细胞凋亡也是受基因调控的精确过程。

发育失控，是指胚胎干细胞在不同环境下，既可以正常发育，也可以转化为肿瘤。

3、动物和植物在发育上有什么相同和不同之处？4、动物和植物的性别决定的特点？动物：（一）XY型性别决定XY将发育成雄性,而XX将发育成雌性.XY型在生物界比较普遍,除了人类外,全部哺乳动物、某些两栖类,如非洲爪蟾、鱼类、很多昆虫都是XY型的.在基因水平上研究动物的性别决定机制,目前已发现位于X染色体上的DAX－1基因和位于Y染色体上的SRY基因. （二）XO型性别决定蝗虫、蟑螂等的性别决定为XO型,雄性只有一个X性染色体而没有Y染色体,所以形成带X和不带X的两种精子,雌性有一对X染色体形成一种带X的卵细胞,受精后的XX合于发育为雌性,XO合子发育为雄性,它们的理论比例是1：1.这种性别决定叫XO型性别决定,它可以看作是XY型的一种变种.（三）ZW型性别决定ZZ将发育成雄性,而ZW将发育成雌性.这种方式常见于鳞翅目昆虫、有些两栖类、爬行类和鸟类.（四）其他特例1、孤雌配子决定方式：这在蜜蜂、蚂蚁等膜翅目昆虫中较为常见.如雌蜂由受精卵发育产生,雄蜂由未受精的卵孤雌生殖发育而成.也就是说雄配子形成过程是由初级精母细胞进行一次有丝分裂,形成的两个子细胞,一个是单倍体的精子,另一个退化.由于营养条件的差异决定雌峰发育为可育的蜂王或不育的工蜂.2、常染色体上基因决定方式常染色体上与性别相关的基因有WT-1基因、SF-1基因、DMRT基因、SOX基因等：SOX9基因位于人的第17号染色体(小鼠的第11号染色体),是性腺发育早期一个非常重要的基因,在睾丸体细胞表达高峰紧随SRY之后,其作用可能是使细胞具有对SRY介导信号的反应能力,促使性腺向男性分化二、动物环境型的性别决定环境型的性别决定指子代的性别由环境中的影响因子决定(如温度、湿度等) ,爬行类是温度依赖性别决定最典型的代表,研究发现,温度依赖性别决定在鳄目、龟鳖目、有鳞目广泛存在.在胚胎孵化的温度敏感期,温度的变化可以完全掩盖遗传因子的作用而影响胚胎性别分化；在鱼类,遗传因素可能只是作为性别发育的基础提供了两性发育的可能性,而性别分化则是在各种遗传因素和外部环境因子相互作用下实现的[4].目前通常认为TSD 机制有三种模式:FM 型低孵化温度产生雌性,高孵化温度产生雄性；MF 型低孵化温度产生雄性,高孵化温度产生雌性FMF 型为低温产生雌性,中间温度产生雄性,高温也产生雌性。

植物：在高等植物中，植株营养体本身很少表现出明显的雌、雄性别特征，但却具有专门的雌性或雄性生殖器官。

具两性花植物的同一朵花中同时具有雌蕊和雄蕊，很难决定其性别，因此高等植物的性别主要是对雌、雄异花同株植物(又称雌、雄单性同株植物)和雌、雄单性异株植物而言。

这些植物的雌、雄生殖过程分别在植株的不同部位或在不同植株个体上完成，雌、雄生殖器官的结构表现出了明显的差异。

细胞遗传学及分子遗传学的研究表明，高等植物的性别决定不仅受性别决定基因的影响，还与性染色体有关。

有些植物的性别还受体细胞所拥有的性染色体与常染色体组之间的比例的控制。

1 、雌、雄单性同株植物及其性别决定雌、雄单性同株植物指在同一植物体上能够同时产生单性雌花和单性雄花的植物，例如玉米(Zeanays)，植株顶部着生雄花序(雄穗)，叶腋中着生雌花序(雌穗)。

这类植物中，虽然雌性生殖和雄性生殖过程分别在不同部位完成，但由于雌花雄花同时着生在同一植株上，其性别差异仅局限在花器官上，仍属于雌雄同株植物。

对这类植物的性别决定机理的研究表明，虽然这类植物与具两性花的植物一样，表现雌雄同株，但其生殖器官的形成机制却截然不同:雌雄单性株植物的雌、雄花的形成是由不同的基因控制的，这些基因被称为性别决定基因，性别决定基因的数目在不同植物中有所不同。

有些植物的性别是由一对性别决定基因控制的，如葫芦科的喷瓜、黎科的菠菜，就是由单个基因位点上的三个等位基因决定雌株、雄株或两性株。

还有一些植物种类，其性别决定与多个基因位点有关，例如葫芦科中的一些植物即属此类。

黄瓜的性别就是由不连锁的多个基因位点调节的。

综上所述，雌、雄单性同株植物的性别决定是受特定的性别决定基因调控的，植株通过性别决定基因在发育水平上的表达，调控其性器官的发育过程，进而形成有功能的特定性器官结构。

性别决定基因在不同植物中存在状况和表达过程的不同导致雌、雄单性同株植物呈现性别多态性。

2、雌、雄单性异株植物的性别决定雌、雄单性异株植物的雄花与雌花分别着生在不同的植株上，根据其花器官的不同植株有雌、雄之分。

细胞遗传学研究结果表明，大多数雌、雄异株植物具有性染色体，性染色体的不同组合及性染色体与常染色体间的相互作用决定着植物的性别。

⑴、性染色体决定性别已有的研究资料表明，在大多数雌、雄异株植物中，通常雄性为异配性别(XY),雌性为同配性别(XX) ，即属XY型性别决定。

这种性别决定方式的植物中，多数植物具有形态学上不等的性染色体。

例如麦瓶草属(Silene L .)植物，具有大小与形态各异的性染色体，在白麦瓶草(Silene alba)中，二倍体植物的遗传组成为2n 二(24,X Y)，异配性别(XY)为雄性，产生单性雄花，同配性别(XX)为雌性，产生单性雌花。

⑵、X染色休/常染色体比值决定性别有些雌、雄异株植物虽然也有性染色体，但其性别并不完全由性染色体决定，这些植物在进化过程中采用了X染色体/常染色体组比值决定性别的性别决定系统，X杂色体与常染色体之间的基因平衡决定着植物的性别，类似于果蝇的性别决定。

典型的例子有寥科及大麻科的植物种类，如酸模、萍草、大麻，啤酒花等。

葎草属的啤洒花(Humulus lupulus)是相当严格的雌、雄单性异株植物，2n=( 20,X Y)。

但有时雌性植株上形成不育雄花，究其原因发现这与植物体细胞内X染色体与常染色体组的比值有关。

当X染色体/常染色体组的值为0.5或更低时，植物个体表型为雄株;当比值为1.0或更高时，个体表型为雌株。

还有一些严格雌、雄异株的植物，因其体细胞中染色体较小、数目较多，很难区分出性染色体，因此对其性别机制还不太了解。

(一)植物性别的染色体决定自1923年发现植物性染色体后，至今已知25科70多种植物含有性染色体。

以性染色体方式决定性别的植物，绝大多数是雌雄异体的，并在雌雄配子结合时就决定了其性别。

这类植物的性别决定有以下几种形式。

1．XX-XY型属于此类型性别决定的植物有大麻、蛇麻、菠菜、银杏、青刚柳等。

这种类型性别决定的雌株是同配型的(XX)，雄株是异配型的(XY)。

经研究过的多数植物是属于XX-XY型染色体性别决定。

2．XX-XO型这种类型性别决定的雌株是同配型的(XX)，雄株是缺失配合型的(XO)。

花椒属于该类型性别决定，其雄株配子有两种：n=34+X、34+O，雌株配子却只有一种：n=34+X。

3．ZW-ZZ型同配型的ZZ为雄株，异配型的ZW为雌株。

凤梨形草莓就是属于此类型性别决定。

4．X/Y平衡性别由性染色体X、Y平衡决定，但Y的作用更强些。

如剪秋罗：5．X/A平衡性别由性染色体X与常染色体A平衡决定，Y染色体不影响性别表现。

(二)植物性别的基因决定植物的性状由基因控制，性别这一性状也不例外。

性基因控制性别有以下几种类型。

1．单基因决定石刁柏的性别是由单基因控制的，雄性基因组合为M__，雌性基因组合为mm，M对m是显性。

2．双基因决定玉米和葡萄等植物的性别控制属于此类。

玉米的稳性等位基因bsbs可使植株只有雄穗，而成雄株；穗性等位基因tsts可使雄穗变成雌穗而结实，变成雌性植株。

玉米雌雄异株的一种新种群。

基因型bsbsTs__和基因型bsbststs(或Bs__tsts)一起可组成玉米雌雄异株的新种群。