性腺发育与性别决定.
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Wolffan duct退化 Mullerian duct退化 胚胎生殖腺
性腺分化具 有双重性
2.
Mullerian duct分化
Wolffian duct分化
二氢睾丸酮：由睾丸酮在尿生殖 窦等处转换而成，促进外生殖器 生成。
雌性生殖系统 雄性生殖系统
牛雄胚很早分泌激素，导致雌雄双胎的雌牛很象雄牛。
增加获得环境适应基因的机会; 帮助去除受损的DNA片段，减少有害 突变的发生;
1. 2.
3.
快速改变基因，改变表型性状，逃避 细菌和病毒的感染。
Y染色体正在逐渐退化
XO卵巢退化症 YO不能成活
我们曾缅怀过恐龙，有一天我们也会缅怀另一个风光一时的种群：男人。
畸形的Y染色体和X染色体相比更像一个侏儒。3.5亿年前，产生之初它曾有1438个 基因，但到20世纪经5次配对失败后只剩下区区45个。由于其个头严重萎缩，使得许 多隐性遗传病恶魔在这里决堤分洪，在可怜的男人身上泛滥成灾。 最后一次失败的交换配对将彻底毁灭男人。即便是Y染色体上大量的回文结构也不能挽 救这次失败的交换，雄性的象征SRY基因在这次突变中遭受重创，那个延续数千年曾 经不可一世的雄性文明将灰飞烟灭。 显微镜下孩子们可以更深刻的理解男人这个奇怪的物种。蝌蚪状的可怜小东西，那就 是精子。和卵子相比，它渺小得可以忽略不计。曾经它们四处游弋，说是要在卵子的 城墙上插上它征服的旗帜。精子的攻击性曾被认为是雄性气质的微观表现。而现在你 们看到了，它们死气沉沉，毫无生机。别说它们脆弱的矛头已根本无法洞穿卵细胞厚 厚的壁垒，甚至在输卵管一段微不足道的路径中，它们就已经夭亡。 事实上早在2297年，就没有一个男人能够通过自然生育的方式诞生。Y染色体已彻底 丧失了活性，不再对新母性社会构成基因污染威胁。地球濒危基因工程委员会决定把 地球上为数不多的男性圈养在少数几个实验室里以供科学研究，就像人类曾经对天花 病毒做的那样。
1991年，英国科学家向XX型的雌性老鼠受精卵，转移Y染色体上的Rry基因，获 得具有精巢的雄性老鼠。
XX男人
XY女人
SRY基因表达产物可以诱导睾丸发育。SRY蛋白质需进入细胞核，启动系列 基因表达，才能产生雄性性器官睾丸。 1. SRY序列的缺失或突变可引起XY性反转(约15万男性中有一人)。 2. 细胞核内SRY蛋白的低水平导致了XY男性患者的性反转。
2. 3.
1.
非生殖型：无生殖力，担负劳动 和作战的任务。
工蚁：建筑蚁冢、开掘隧道、修 建蚁路、培养菌圃、采集食物、 饲育幼蚁与兵蚁、看护蚁卵等任 务。在无兵蚁的种类中，还负责 抵御外敌。 兵蚁：分雌雄，但不能生殖。兵 蚁没有取食功能，由工蚁饲喂。
2.
两性动物的性别与外貌
外貌控制基因在Z 或X染色体上。即保证雄 性子代得到交配权，又增大雌性子代的生存 机会，是雌性择偶的原因。
多性别生物（纤毛虫）
具38种性别的纤毛虫Euplotes crassus，交配对象由2性时的50%增 加到8级。
大翅型或有翅型：创立新群体的 父蚁和母蚁，而且终身维持一夫 一妻制。 短翅型：补充生殖型。地栖性种 类中较常见。 无翅型：补充生殖蚁。只存在于 极原始的种类。
1. ZW型动物的性别决定来自母亲。雌性倾向 于选择外貌出色的雄性。因为这一基因能遗 传到子代雄性身上，更好的吸引其它雌性， 获得更多的后代。 2. XY型动物由父亲（雄性）决定后代的性别。 来自父亲的基因只会出现在女儿（雌性）身 上。在自然环境，出色的外表更容易引起追 捕者的注意，为了保证种族繁衍，外表出色 的雌性通常会选择丑钝的雄性。
XY型、ZW型
1. Y决定雄性、W决定雌性
• 1. 2. 3. 4. 5.
果蝇性别与Y染色体无关 X:A=1.0雌性 X:A=0.5雄性 X:A>1 超雌性 X:A<0.5 超雄性 0.5<X:A<1.0 间性 (inter sex)；并伴随着生 活力、育性下降。
2. X染色体数与常染色体数之比（果蝇） 3. 染色体的倍数性 4. 双Y染色体动物
赤麂等鹿科麂亚科的动物，雄性有两条形态、结构差 别很大的Y染色体。Y2染色体是真正的Y染色体， Y1染色体与X染色体长臂实际上是一对常染色体，X 染色体短臂才是真正的X染色体 蜜蜂等膜翅目昆虫，n为雄 蜂，雌蜂为2n。
雌雄同体(hermaphroditism)
无脊椎动物中软体动物的海牛、环形动物中的蚂蝗、蚯蚓等同时具有 精巢和卵巢，而且功能正常。
第17章 性腺发育和性别决定
一、性别类型 二、性别决定与分化的分子机制 三、性别控制和应用
性别类型
1. 2. 3. 4.
两性动物:XY型、ZW型 雌雄同体 多性别动物 单性生殖（孤雌生殖：夏季蚜虫、雄蜜蜂）
为什么产生性别？
性别差异是高等生物物种稳定的 基本手段和方法。 通过性交获得基因交换与重组:
哺乳动物初级性别决定（基因）
1. 性别决定相关基因
Y染色体的性决定基因：SRY
决定睾丸命运的常染色体基因： SOX9、SOX3、SF1
潜在的卵巢决定基因：DAX1、Wnt4a、WT1 Dmrt(1-7)（dsx和mab-3相关转录因子）
2. 性别分化相关基因
抗副中肾激素基因：AMH、MIS 睾丸女性化基因：Tfm 胎盘芳香化酶基因：P450
5-α还原酶基因
哺乳动物次级性别决定因素—激素
1. 卵巢分泌：雌激素（Estrogrn）， 促进中肾旁管开始发育。 testes分泌： AMH (抗中肾旁管激素 antiMullerian duct hormone) → 抑 制中肾旁管发育。 睾丸酮（Testosterone）→引 发 Wolffian duct发育。
Sarah Otto &Arianne Albert. Science, 2005.10.07
英国哥伦比亚大学: 基因遗传与配偶外貌的选择原理
性别决定因素
1. 2. 3. 4. 基因 激素 环境 位置决定性别 温度决定性别 季节（蚜虫）决定性别 营养（饲料）决定性别
SRY的雄性决定作用
性腺分化具 有双重性
2.
Mullerian duct分化
Wolffian duct分化
二氢睾丸酮：由睾丸酮在尿生殖 窦等处转换而成，促进外生殖器 生成。
雌性生殖系统 雄性生殖系统
牛雄胚很早分泌激素，导致雌雄双胎的雌牛很象雄牛。
增加获得环境适应基因的机会; 帮助去除受损的DNA片段，减少有害 突变的发生;
1. 2.
3.
快速改变基因，改变表型性状，逃避 细菌和病毒的感染。
Y染色体正在逐渐退化
XO卵巢退化症 YO不能成活
我们曾缅怀过恐龙，有一天我们也会缅怀另一个风光一时的种群：男人。
畸形的Y染色体和X染色体相比更像一个侏儒。3.5亿年前，产生之初它曾有1438个 基因，但到20世纪经5次配对失败后只剩下区区45个。由于其个头严重萎缩，使得许 多隐性遗传病恶魔在这里决堤分洪，在可怜的男人身上泛滥成灾。 最后一次失败的交换配对将彻底毁灭男人。即便是Y染色体上大量的回文结构也不能挽 救这次失败的交换，雄性的象征SRY基因在这次突变中遭受重创，那个延续数千年曾 经不可一世的雄性文明将灰飞烟灭。 显微镜下孩子们可以更深刻的理解男人这个奇怪的物种。蝌蚪状的可怜小东西，那就 是精子。和卵子相比，它渺小得可以忽略不计。曾经它们四处游弋，说是要在卵子的 城墙上插上它征服的旗帜。精子的攻击性曾被认为是雄性气质的微观表现。而现在你 们看到了，它们死气沉沉，毫无生机。别说它们脆弱的矛头已根本无法洞穿卵细胞厚 厚的壁垒，甚至在输卵管一段微不足道的路径中，它们就已经夭亡。 事实上早在2297年，就没有一个男人能够通过自然生育的方式诞生。Y染色体已彻底 丧失了活性，不再对新母性社会构成基因污染威胁。地球濒危基因工程委员会决定把 地球上为数不多的男性圈养在少数几个实验室里以供科学研究，就像人类曾经对天花 病毒做的那样。
1991年，英国科学家向XX型的雌性老鼠受精卵，转移Y染色体上的Rry基因，获 得具有精巢的雄性老鼠。
XX男人
XY女人
SRY基因表达产物可以诱导睾丸发育。SRY蛋白质需进入细胞核，启动系列 基因表达，才能产生雄性性器官睾丸。 1. SRY序列的缺失或突变可引起XY性反转(约15万男性中有一人)。 2. 细胞核内SRY蛋白的低水平导致了XY男性患者的性反转。
2. 3.
1.
非生殖型：无生殖力，担负劳动 和作战的任务。
工蚁：建筑蚁冢、开掘隧道、修 建蚁路、培养菌圃、采集食物、 饲育幼蚁与兵蚁、看护蚁卵等任 务。在无兵蚁的种类中，还负责 抵御外敌。 兵蚁：分雌雄，但不能生殖。兵 蚁没有取食功能，由工蚁饲喂。
2.
两性动物的性别与外貌
外貌控制基因在Z 或X染色体上。即保证雄 性子代得到交配权，又增大雌性子代的生存 机会，是雌性择偶的原因。
多性别生物（纤毛虫）
具38种性别的纤毛虫Euplotes crassus，交配对象由2性时的50%增 加到8级。
大翅型或有翅型：创立新群体的 父蚁和母蚁，而且终身维持一夫 一妻制。 短翅型：补充生殖型。地栖性种 类中较常见。 无翅型：补充生殖蚁。只存在于 极原始的种类。
1. ZW型动物的性别决定来自母亲。雌性倾向 于选择外貌出色的雄性。因为这一基因能遗 传到子代雄性身上，更好的吸引其它雌性， 获得更多的后代。 2. XY型动物由父亲（雄性）决定后代的性别。 来自父亲的基因只会出现在女儿（雌性）身 上。在自然环境，出色的外表更容易引起追 捕者的注意，为了保证种族繁衍，外表出色 的雌性通常会选择丑钝的雄性。
XY型、ZW型
1. Y决定雄性、W决定雌性
• 1. 2. 3. 4. 5.
果蝇性别与Y染色体无关 X:A=1.0雌性 X:A=0.5雄性 X:A>1 超雌性 X:A<0.5 超雄性 0.5<X:A<1.0 间性 (inter sex)；并伴随着生 活力、育性下降。
2. X染色体数与常染色体数之比（果蝇） 3. 染色体的倍数性 4. 双Y染色体动物
赤麂等鹿科麂亚科的动物，雄性有两条形态、结构差 别很大的Y染色体。Y2染色体是真正的Y染色体， Y1染色体与X染色体长臂实际上是一对常染色体，X 染色体短臂才是真正的X染色体 蜜蜂等膜翅目昆虫，n为雄 蜂，雌蜂为2n。
雌雄同体(hermaphroditism)
无脊椎动物中软体动物的海牛、环形动物中的蚂蝗、蚯蚓等同时具有 精巢和卵巢，而且功能正常。
第17章 性腺发育和性别决定
一、性别类型 二、性别决定与分化的分子机制 三、性别控制和应用
性别类型
1. 2. 3. 4.
两性动物:XY型、ZW型 雌雄同体 多性别动物 单性生殖（孤雌生殖：夏季蚜虫、雄蜜蜂）
为什么产生性别？
性别差异是高等生物物种稳定的 基本手段和方法。 通过性交获得基因交换与重组:
哺乳动物初级性别决定（基因）
1. 性别决定相关基因
Y染色体的性决定基因：SRY
决定睾丸命运的常染色体基因： SOX9、SOX3、SF1
潜在的卵巢决定基因：DAX1、Wnt4a、WT1 Dmrt(1-7)（dsx和mab-3相关转录因子）
2. 性别分化相关基因
抗副中肾激素基因：AMH、MIS 睾丸女性化基因：Tfm 胎盘芳香化酶基因：P450
5-α还原酶基因
哺乳动物次级性别决定因素—激素
1. 卵巢分泌：雌激素（Estrogrn）， 促进中肾旁管开始发育。 testes分泌： AMH (抗中肾旁管激素 antiMullerian duct hormone) → 抑 制中肾旁管发育。 睾丸酮（Testosterone）→引 发 Wolffian duct发育。
Sarah Otto &Arianne Albert. Science, 2005.10.07
英国哥伦比亚大学: 基因遗传与配偶外貌的选择原理
性别决定因素
1. 2. 3. 4. 基因 激素 环境 位置决定性别 温度决定性别 季节（蚜虫）决定性别 营养（饲料）决定性别
SRY的雄性决定作用