Sex determination and sex-linked inheritance

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1 Sex determination and sex-linked inheritance
Chapter 4 Sex determination and sex-linked inheritance 性别决定与伴性遗传

2 Main contents §1 Sex determination of organisms
(生物的性别决定) §2 Sex-linked inheritance(伴性遗传) §3 Sex determination and sex abnormality in humans (人类的性别分化及性别畸形) §4 Dosage compensation and barr bodies (剂量补偿效应和X小体)

3 §1 Sex determination of organisms 生物的性别决定
1.Concepts 2.The type of sex determination(性别决定的方式)

4 1.Concepts Sex determination(性别决定): The biological cause for an organism developing into one sex or the other. (细胞内遗传物质对性别的控制作用) Chromosomes of Drosophila melanogaster.

5 2. The type of sex determination(性别决定的类型)
genotypic sex determination (GSD) 基因型性别决定 (2) environmental sex determination（ESD） 环境性别决定

6 ② sex determination-genes(基因决定性别)
genotypic sex determination（GSD） ① sex determination-sex chromosomes 性染色体决定性别 ② sex determination-genes(基因决定性别) ③ special types of sex determination (特殊类型的性别决定)

7 ① Sex determination-sex chromosomes （性染色体决定性别）
雌雄个体间由于所含性染色体的差异而导致性别的不同。 性染色体的发现史 1891年，Henking 在蝗虫中发现 X 体； 1902年，McClung 发现 X 体与性别有关； 1905年，Wilson 揭示了蝽蟓的性别决定。

8 Sex is determined by sex chromosomes（性别是由性染色体决定）
Autosome（常染色体）: Any chromosome not considered as a sex chromosome, or is not involved in sex determination. It occurs in pairs in somatic cells and singly in sex cells (gametes) .（形态、结构、大小都基本相同的染色体） Sex-chromosome（性染色体）: Either of a pair of chromosomes, usually designated X or Y, in the germ cells of most animals and some plants, that combine to determine the sex and sex-linked characteristics of an individual, with XX resulting in a female and XY in a male in mammals.（与性别决定直接相关，在异配性别生物中形态不同的一对同源染色体叫性染色体）

9 Y X 染色体组成的表示方法： 常染色体+性染色体 异配性别：含两条异型性染色体的性别。 同配性别：含两条同型性染色体的性别。 全雄基因
不完全伴性基因 伴性基因 染色体组成的表示方法： 常染色体+性染色体 异配性别：含两条异型性染色体的性别。 同配性别：含两条同型性染色体的性别。

10 1.sex determination- Sex chromosomes（性染色体决定性别）
(2) Type ①XY型： ♀——XX ♂——XY 代表：人、哺乳类、部分两栖、鱼类、很多昆虫和雌雄异株的植物等。

11 Who determine the sex of a human baby?
（生男生女是谁决定的？）

12 Y chromosome in plants （植物中的Y染色体） 女娄菜：合子含Y染色体时，发育为♂株，否则就发育为♀株。

13 X Ⅰ：♀抑制区：缺失，两性； Ⅱ：缺失时，♀株； Ⅲ：缺失，不育♂株； Ⅳ：与X同源区。
Weastergand （1948年证明女娄菜Y染色体上具有4个在性别决定中起不同作用的区段。 如图示： Ⅰ：♀抑制区 Ⅱ：♂促进区 Ⅲ：♂可育区 Ⅳ：同源区 的非同源区 X Ⅰ：♀抑制区：缺失，两性； Ⅱ：缺失时，♀株； Ⅲ：缺失，不育♂株； Ⅳ：与X同源区。

14 ②．ZW型： ♂——ZZ ♀——ZW(异配性别) 代表：鸟类、部分两栖、爬行、鱼类、昆虫等。

15 XY型的特化型, 如：直翅目昆虫(蝗虫、蟑螂、蟋蟀等)。
③XO型 ♀——XX ♂——X0 XY型的特化型, 如：直翅目昆虫(蝗虫、蟑螂、蟋蟀等)。 15

16 属于ZW型的特化型, 如：短颌鲚、少数昆虫等。
④ZO型 ♂——ZZ ♀——Z0 属于ZW型的特化型, 如：短颌鲚、少数昆虫等。 16

17

18 小结 四种性染色体性别决定类型中，XY型和ZW型是主要类型 X0型和Z0型则分别是XY型和ZW型性别决定方式的特化型。
性染色体决定性别的理论初步解释了为什么有些受精卵发育为♀性个体，而有些则发育为♂性个体，并且♀：♂=1：1的现象。

19 2. sex determination- genes
（基因决定性别） 雌雄个体中由于所含基因的差异导致性别的不同。

20 ① A single gene determine the sex（单基因决定性别）
Rick和Hanna（1943）发现于石刁柏中。 代表：石刁柏, 雌雄异株植物，偶有雌雄同株。

21 在石刁柏的♀、♂株上，分别由♂、♀的痕迹器官。
偶尔，♂株退化的♀性花器可恢复生育能力，而接受本株花粉，可结出种子（相当于自交）。 Rick和Hanna（1943）收集了自交种子198粒，种植形成植株，♀:♂≈1:3； 其中，1/3 ♂× ♀→全♂， 2/3 ♂× ♀→ ♀:♂=1:1。

22 sex determination in asparagus officinalis L.（石刁柏的性别决定）
Aa 1AA♂ 2Aa♂ 1aa♀ 155粒 粒 Ａ：显性、决定雄性——AA、Aa ａ：隐性、决定雌性——aa

23 ②Double-genes determine the sex（双基因决定性别）
Representative： maize（代表：玉米） Ba基因: 叶腋长雌花 ba基因：植株无雌穗，只有雄穗； Ts基因：顶端长雄花 ts基因：使植株的雄花序成为雌花序，并能结实。 玉米是雌雄同株异花植物，性别决定是受基因支配。

24 应用: 生产上, 培育♀株，以提高玉米的产量。
Ba_Ts_ Ba_tsts babaTs_ babatsts 雌雄同株 顶端和叶腋雌花序 雄花序 顶端有雌花序

25 ③ multiple alleles determine the sex（复等位基因决定性别）代表：喷瓜（Ecballium elaterium），葫芦科。
复等位基因： aD 、a+、 ad ， aD 对a+、ad为显性， a+ 对ad 为显性。 基因 决定性别 基因型 aD ♂ aDa+，aDad a 两性 a+a+，a+ad ad ♀ adad

26 3. Special types of sex determination（特殊类型的性别决定）
(1) Ratio of X chromosomes to sets of autosomes determine the sex（性指数决定性别） Representative：drosophila（代表：果蝇。） Sex index（性指数）→ X:A（性染色体和常染色体倍数之比） 注：X→ X 染色体数目； A→常染色体倍数

27 果蝇的常染色体与性染色体

28 Bridges（1922年）用X-射线处理果蝇，使减数分裂中染色体异常，从不同的染色体组合分析其性别决定基础。
染色体组成 性指数 性别表型 3A XYY :3= 超♂ 3A XY :3= 超♂ 2A X :2=0.5 （不育 ） ♂ 4A XX :4=0.5 （不育 ） ♂ 2A XY :2= ♂ 3A XXY :3= 两性个体 3A XX :3= 两性个体 4A XXX :4= 两性个体 2A XX :2= ♀ 3A XXX :3= ♀ 2A XXY :2= ♀ 4A XXXX :4= ♀ 2A XXX :2= 超♀ 3A XXXX :3= 超♀ 常染色体带♂性化基因系统，Y对果蝇的性别不起作用，只是保证正常♂个体的可育性。 表明 Y对果蝇的性别决定中作用不大，而X却起重要作用，因它比正常♂多一条X而表现为♀，说明X带有♀ 性化基因系统 表明

29 Sex determination in drosophila--Sex index determine the sex
（果蝇的性别决定——性指数决定性别） X:A＝0.5 →正常♂ X:A＝1 →正常♀ X:A＜0.5 →超♂ X:A＞1 →超♀ 0.5＜X:A＜1 →间性 2A/XX、2A/X0→不育♂；2A/XXY → ♀ ♂性化基因系统在常染色体上， Y染色体对果蝇的性别不起作用，只是保证正常♂个体的可育性 ♀性化基因系统在X染色体上,X在果蝇的性别决定中起重要作用

30 Ratio of X chromosomes to sets of autosomes，and sex determination in humans and drosophila
表 在人类和果蝇中性染色体和性别的关系 XY XX XXX XXY XO XYY X:3A 性指 1X:2A 2X:2A 3X:2A 2X:2A 1X:2A 1X:2A 1X:3A 数 =0.5 =1 = =1 = =0.5 =0.33 果蝇 ♂ ♀ 超♀ ♀ ♂ ♂ 超♂ 的性别 （不能成活） （不育） 人的 ♂ ♀ 超♀ ♂ ♀ 超♂ － 性别

31 超雌

32 sex determination is explained by the genic balance theroy（基因平衡决定性别理论）
(1)常染色体上和性染色体上有决定性别发育基因,常染色体上和Y染色体上是雄性化基因系统占优势,X染色体上是雌性化基因系统占优势. (2)性别的决定方向决定于这两类基因系统的力量对比

33 代表：蜜蜂、蚂蚁、黄蜂等一些膜翅目昆虫。
(2) The sets of autosomes determine the sex （染色体倍性决定性别） 代表：蜜蜂、蚂蚁、黄蜂等一些膜翅目昆虫。 雄蜂： 正常雄性 单倍体 n=16 工蜂： 异常雌性 二倍体 n=32 蜂王： 正常雌性 二倍体 n=32

34 Sex determination in honeybees （蜜蜂的性别决定）

35 (二) environmental sex determination（ESD）
（环境决定性别） In some species, sex is not fixed in the zygote, but sexual differentiation can be influenced by the local environment during embryonic or larval 。 （部分物种的性别是由受精卵或幼虫所处环境因素决定的。）

36 Representative： Bonellia （后螠）
1. The localization determine the sex（位置决定性别） Representative： Bonellia （后螠） ♀虫较大，长约2英寸，口吻很长，远端分叉； ♂很小，寄生在♀虫子宫中。

37 Sex determination in Bonellia（后螠的性别决定）
落入海底 雌性 受精卵 中性幼虫 落入雌虫的吻上 雄性 后螠的 “位置决定性别”的实质----激素决定性别

38 2. Temperature variation controls sex determination （温度对动物的性别决定的影响）
Temperature variation controls sex determination in reptiles（蛙和某些爬行动物） 蝌蚪 20℃发育 蛙♀♂各半 30℃发育 蛙全♂ 蜥蜴 26-27℃发育 全♀ 29℃发育 全♂ 31℃发育 31-33℃发育 ♀♂各半 鳄鱼 ＞33℃发育 ＜28℃发育 龟鳖 28-32℃发育 ＞32℃发育

39 所有的鳄鱼、大多数海龟、一些蜥蜴属于温度依赖型性别决定
Three different patterns of temperature-dependent sex determination in reptiles.（爬行类卵孵育的温度的三种模式） 蝌蚪 度以下发育50%雄，50%雌； 30度发育全是雄性。 所有的鳄鱼、大多数海龟、一些蜥蜴属于温度依赖型的性别决定。 所有的鳄鱼、大多数海龟、一些蜥蜴属于温度依赖型性别决定 39

40 3．Nutritional condition（营养条件） for instance: honeybee（蜜蜂）
孤雌生殖 蜜蜂婚配飞行 雄峰与蜂王交尾后死去 蜂王获得终生享用的精子 产卵 部分未受精 受精卵 雄峰(n=16） 吃2-3天蜂王浆，21天发育 工蜂 吃5天蜂王浆16天发育 蜂王 幼蜂(2n=32) 性别由染色体倍数决定性别，营养条件决定职能。

41 4. others (1)． hormone（激素） ： 如母鸡打啼（性染色体仍是ZW型） (2)．Nitrogen（氮素）
氮肥可提高黄瓜的雌花数量。 (3)．光照： 降低夜间温度，可增加南瓜雌花数量； 缩短光照  增加雌花。

42 sex reversal（性反转）： A process that changes the sexual identity of an individual from one sex to the other.（生物从一种性别转变为另一种性别的现象）如母鸡司晨 原因： 自然反转 人工引起的， 环境条件改变 病理因素

43 小结 1.性别决定受遗传物质的控制： 性染色体的组成（XY/XO/ZW/ZO） 性指数 基因决定性别 染色体的倍数等
2.性别决定受环境因素的控制： 位置对性别决定的影响 温度对性别决定的影响

44 Section 2 Sex-linked inheritance （伴性遗传）
1. sex-linked inheritance in drosophila（果蝇） 2. sex-linked inheritance in humans 3. sex-linked inheritance in plants 4. sex-linked inheritance in birds 5. sex-limited inheritance and sex-conditioned inheritance （限性遗传与从性遗传）

45 Section 2 Sex-linked inheritance
In 1910 Thomas Hunt Morgan developed the hypothesis of sex-linked traitsas a result of his studies of Drosophila（果蝇）. He was awarded the Nobel Prize in 1933. sex-linked inheritance（伴性遗传）：The transmission to successive generations of traits that are due to alleles at gene loci on a sex chromosome.

46 一、Inheritance of eye color in fruit flies （果蝇眼色的遗传）
In 1910, Thomas Hunt Morgan collected a single male white-eyed mutant from a population of Drosophila melanogaster fruit flies, which usually have bright red eyes.（在纯种红眼果蝇群体中却发现了一只白眼♂蝇） 白眼雄蝇与普通红眼雌蝇杂交，子一代不论雌雄为红眼; 子一代杂交,子二代中雌的全是红眼，雄的一半是红眼，一半是白眼。 眼色之比为3红：1白，与分离比例相符，不同的是白眼全是雄蝇。

47 实验1、果蝇眼色的遗传---正交 红，♀ 白， ♂ 红， ♀ 红， ♂ F1 F2 红♀ 红♀ 红♂ 白♂

48 果蝇的白眼基因位于X染色体上，隐性遗传。
Morgan的假设—— 果蝇的白眼基因位于X染色体上，隐性遗传。 以W(+)代表红眼、w代表白眼，Morgan的实验结果的解释： 白眼♂蝇的基因型为XwY ，红眼♀蝇的基因型为 XWXW（X+X+）。

49 ↓ 实验2、果蝇眼色的遗传---反交 P ♀白眼 × ♂红眼 Xw Xw XW Y ♀红眼 XWXw × ♂白眼Xw Y ♀ ♂ Xw Y
XW XW Xw XWY Xw Xw Xw Xw Y ♀红眼 XWXw × ♂白眼Xw Y ↓ 交叉遗传 近亲繁殖 红:白=1:1 (♀♂各半)

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51 正反交不一样（3:1或1:1）, 说明眼色与性染色体连锁遗传相关。

52 小结 以上试验分别从不同角度验证了果蝇眼色基因W/w的性连锁遗传的解释。其中，其中实验2试验结果与预期的完全一致，使果蝇眼色基因W/w位于X染色体上的假设得到了直接的证实。 摩尔根工作的意义：第一次把某一特定的基因与某一特定的染色体联系起来，发现了交叉遗传/性连锁遗传现象。→获得诺贝尔奖

53 二、 Direct proof of the chromosome theory of heredity
（遗传的染色体学说的直接证明） Bridges等人（1916年）的果蝇杂交试验的例外情况的研究，证明了伴性遗传现象，并使遗传的染色体学学说从细胞学角度得到了最为直接的证明。

54 1.实验 P 白眼♀ × 红眼♂ (XwXw ) (X+Y) 红眼♀ 白眼♂ 红眼不育♂ 白眼♀×红眼♂(X+Y) XwX+ XwY
初级例外 正常子代 红眼可育♂ 白眼♀ 红眼♀ 白眼♂ 96％子裔正常 4％次级例外 果蝇眼色遗传的初级例外和次级例外 思考：如何根据初级例外子代的表型推导其性染色体和基因型？

55 亲本减数分裂时两个X染色体不分开 2.初级例外表型分析： XwXw ♀× X+Y♂ 精子 卵 X＋ Y XwXw （不分开） O （无X) XwXwX XwXw Y （死） （白眼♀ ） X＋ O YO （红眼♂，不育）（死） 初级例外解释：减数分裂时卵的两个X染色体不分开

56 XX染色体不分开

57 3.次级例外的产生 初级例外 红眼♂ 白眼♀ × 红眼♂(X+Y) XwXw Y 红眼可育♂ 白眼♀ 4％的次级例外如何产生？
X＋O ,不育 白眼♀ × 红眼♂(X+Y) XwXw Y 红眼可育♂ 白眼♀ 4％的次级例外如何产生？

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59 4. Evidence for Cytology（细胞学的证据）
Bridges模型是受到了精确的检验的 （1）初级后代的细胞学研究表明雌性为XXY，雄性为XO，证实了布里吉斯的推论； （2） 次级后代的细胞学研究表明雌性为XXY，雄性为XY，和推论相符； （3） 例外白眼雌蝇的红眼女儿一半为XXY，一半为XX，和镜检结果一致； （4） 例外白眼雌蝇的白眼儿子中也将产生例外的后代，这些白眼儿子都是XYY，此也同样得到了证实。

60 5.果蝇杂交例外试验的意义 Bridges等人最终将W/＋基因定位在X染色体上，为遗传的染色体学说提供了有力而直接的证据，使遗传学向前迈出了重要的一步。

61 （二） sex-linked inheritance in humans
1. X-linked recessive inheritance（XR） 2. X-linked dominant inheritance XD 3. Y-linked recessive inheritance（Y-连锁隐性遗传） 4. Comparison of four types of inheritance（四种不同遗传方式比较）

62 1、 X-linked recessive inheritance （XR）
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 1 2 3 4 5 6 7 8 一个甲型血友病的系谱

63 X-连锁隐性遗传系谱特点： 1）人群中男性患者远远多于女性患者,系谱中往往只有男性患者；
2）双亲无病时,儿子可能发病,女儿则不会;患儿的致病基因来自母亲,母亲是致病基因携带者,其女儿也有1/2的可能为致病基因携带者; 3）男性患者的兄弟、外祖父、舅父、外甥、外孙可能是患者。

64 X-连锁隐性遗传 红绿色盲 睾丸女性化 鱼鳞癣 Lesch-Nyhan综合症 无丙种球蛋白血症（Bruton型）
Hunter综合症（粘多糖累积症Ⅱ型） 眼白化病 Fabry病（糖鞘脂累积症） Wiskott-Aldrich综合症 肌营养不良（Becker型） G-6-PD缺乏症 肌营养不良（Duchenne型） 肾性尿崩症 慢性肉芽肿病 血友病B（PTC缺乏症） 无汗性外胚层发育不良症

65 如：1、pseudohypertrophic muscular dystrophy
（假肥大型肌营养不良征） (MIM )Xp21-p21.3 I II III 2、鱼鳞病 I II III

66 DMD患儿从卧位到站位的Gower征 Duchenne (DMD) MIM Becker (BMD) MIM

67 几个概念 1、携带者： 2、 hemizygote(半合子):男性只有一条X染色体，所以只要有一个致病基因表现为患病，称半合子。
3、 criss-cross inheritance（交叉遗传）：XR中，男性致病基因来自母亲，将来只传给女儿，不存在由男性向男性传递。

68 2、 X-linked dominant inheritance （XD ）
抗维生素D性佝偻病(MIM ) Xp22 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 一个抗维生素D性佝偻病系谱

69 X连锁显性遗传病 抗维生素D佝偻病(MIM )

70 X-连锁显性遗传系谱： 1）系谱中女性患者多于男性，但女性患者病情较轻； 2）患者双亲之一是该病的患者；
3）男性患者的女儿全部为患者，儿子全部正常； 4）女性患者（杂合子）的后代，男女各有1/2患病风险； 5）系谱中可看到连续传递

71 X-连锁显性遗传病 抗维生素D佝偻病 口面指综合症Ⅰ型 高氨血症Ⅰ型（鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏） 局部皮肤发育不全症 色素失调症
Albright遗传性骨营养不良（假甲状旁腺功能减退）

72 四种遗传方式汇总 显 性 隐 性 判断特点 ①系谱中连续发病 ②患者双亲之一是患者 ①系谱患者散发，隔代发病 ②患者双亲表型正常
显　　　性 隐 性 判断特点 ①系谱中连续发病 ②患者双亲之一是患者 ①系谱患者散发，隔代发病 ②患者双亲表型正常 常染色体遗传 ①男女发病机率均等 ②患者基因型 Aa ③患者同胞和子女有1/2的发病率 ①男女发病机率均等 ②患者基因型 aa ③患者同胞及子儿有1/4的发病率 X连锁染色体遗传 ①系谱中女性患者多于男性 ②患者基因型XAY，XAXa ③女性患者后代男女各有1/2是患者 ④男性患者的后代女儿全是患者，儿子正常 ①系谱中只有男性患者 ②患者基因型 XaY ③男性患者致病基因来自母亲，传递给女儿

73 Y-linked inheritance（YL）（Y连锁遗传病）
多毛耳(MIM )

74 Y-linked inheritance（YL）（Y连锁遗传病）
II III I 外耳道多毛症系谱

75 (三)植物的伴性遗传 Sex-linked inheritance in plants
Higher plants mostly are hermaphroditic（雌雄同株）, but also some plants are dioecism（雌雄异株）, such as spinach oleracea , Cannabis sativa, Melandrium album etc. （如菠菜、大麻、女娄菜等）。 因此，在高等植物中也存在有伴性遗传的现象。

76 大 麻 (Cannabis sativa) 20 XX XY 茜 草 (Humulus lupulus) 20 XX XY
几种雄性异配性别的植物 物种 常染色 ♀ ♂ 体数 大 麻 (Cannabis sativa) XX XY 茜 草 (Humulus lupulus) XX XY 酸 模 (Rumex anglocarpus) XX XY 女娄菜 (Melandrium album) XX XY

77 推测 女娄菜属、XY型，其叶子形状有阔叶和细叶两种。 (1）阔叶♀×细叶♂→全阔叶♂； (2）阔叶♀×阔叶♂→♀全阔叶，♂阔叶、细叶各半。
阔叶、细叶这一对性状与性别有关，控制这一性状的基 因位于X染色体上，并且，根据实验，阔叶对细叶显性。假设：B -- 阔叶，b -- 细叶。

78 推测 1） ♀阔叶 × 细叶♂ XBXB XbY XBXb （死） XBY（阔叶♂ ） 白剪秋萝的伴性遗传
1） ♀阔叶 × 细叶♂ XBXB XbY 　　　　 XBXb （死） XBY（阔叶♂ ） 白剪秋萝的伴性遗传 推测 根据图解1），只有假设 Xb花粉具有致死作用，才能 出现实验1）的结果。

79 推测 2） 阔叶 × 阔叶 XBXb XBY 阔叶 阔叶 阔叶 细叶 XBXB XBXb XBY XbY ♀ ♀ ♂ ♂ 白剪秋萝的伴性遗传
2） 　　　　　　阔叶 × 阔叶 XBXb XBY 　　 阔叶　 阔叶　 阔叶 细叶 XBXB XBXb XBY XbY ♀ ♀ ♂ ♂ 白剪秋萝的伴性遗传 推测 杂合子阔叶♀×阔叶♂→子代♀♂都有， 但是♀全阔叶， 而♂阔叶、细叶各半。

80 结论 以上假设圆满的解释了白剪秋萝卜实验1和实 验2的实验结果，从而可推断出白剪秋萝中控制 叶形的一对等位基因（B/b）位于X染色体上，并

81 鸟类伴性遗传的基因在Z染色体上，其遗传方式如何？

82 (四) ZW型性别决定 Sex-linked inheritance in birds
如芦花鸡的毛色遗传： 芦花♀×非芦花♂ ↓ F1： 芦花♂ + 非芦花♀ F2： ♀、♂/芦花、非芦花各一半。 假定 控制鸡的毛色的对等位基因位于Z染色体上， 芦花基因为B(显性)，正常基因b(隐性)。

83 ZBW × ZbZb 芦花(雌) 正常(雄) 交叉遗传 ZbW ZBZb 正常(雌) 芦花(雄) 近亲繁殖 ZBZb ZbZb
芦花(雌) 正常(雄) 交叉遗传 ZbW ZBZb 正常(雌) 芦花(雄) F1 近亲繁殖 ZBZb ZbZb 芦花(雄) 正常(雄) F2 雌:雄 = 1 : 1 芦花:正常= 1:1 ZBW ZbW 芦花(雌) 正常(雌)

84 生产实践上： ZBW × ZbZb 芦花(雌) 正常(雄) ZBZb ZbW 芦花(雄) 正常(雌) 全部饲养母鸡  多生蛋

85 五.限性遗传与从性遗传 Sex-limited inheritance and sex-conditioned inheritance
1). sex-controlled inheritance（从性遗传）：控制性状的基因位于常染色体上，因受到性激素的作用，基因在不同性别中表达不同。又称性影响遗传（sex-influenced inheritance) 。 2). sex-limited inheritance（限性遗传）：指控制性状的基因在常染色体或性染色体上，但该类基因所控制的遗传性状，只局限于某一性别（♀或♂）上表现的现象。

86 Type of sex-influenced dominance
类型 范例 基因型 表型 ♀ ♂ 从性显性 人类早秃 b+b+ 正常 b+b 早秃 b b 绵羊长角 h+h+ 有角 h+h 无角 h h 从性隐性 鸡羽形态 雌羽 雄羽

87 早秃的遗传谱系

88

89 2. sex-limsited inheritance（限性遗传）:基因可在常染色体或性染色体上，但仅在一种性别中表达，限性遗传的性状常和第二性征或性激素有关。
如 毛耳 睾丸女性化 子宫阴道积水

90 小结 sex-linked inheritance（伴性遗传）：控制某些性状的基因位于性染色体上，因此性状与性别连锁而遗传。
sex-limited inheritance （限性遗传）：指控制性状的基因在常染色体或性染色体上，只局限于某一性别（♀或♂）上表现的现象。 sex-controlled inheritance （从性遗传）：控制性状的基因位于常染色体上，因受到性激素的作用，基因在不同性别中表达不同。

91 §3 Sex determination and sex abnormality in humans（人类的性别分化及性别畸形）
1.Sex determination and sex differentiation in humans (人的性别决定与分化) 2.Common sex abnormality in humans (常见的人类性别畸形) 3.Mechanism of sex abnormality in humans (人类性别畸形产生的机理)

92 性别决定+性别分化=成熟个体 （基因型） （环境） （表型）
sex differentiation(性别分化)：is the process of development of the differences between males and females from an undifferentiated zygote . As male and female individuals develop from zygotes into infants, children, adolescents, and eventually into adults. （受精卵等在性别决定的基础上，发育成一个有特定性别的成熟个体的过程） 。 性别决定+性别分化=成熟个体 （基因型） （环境） （表型）

93 The Y chromosome determines maleness in humans (Y有男性决定作用)
(一)人的性别决定与分化 Sex determination and sex differentiation in humans The Y chromosome determines maleness in humans (Y有男性决定作用)

94 SRY encodes a gene product that somehow triggers the undifferentiated gonadal tissue of the embryo to form testes. This product is called the testis-determining factor (TDF)(睾丸决定因子). (在Y染色体的短臂上有一睾丸决定因子（TDF），TDF含有一个SRY基因。) SRY基因能够使处于中性状态的性原基分化为睾丸而形成男性. The Y chromosome determines maleness in humans .

95 2、 sex differentiation in humans(人类性别的分化)
早期卵巢 女性内生殖器官 早期睾丸------男性内生殖器官 未分化性腺 胚胎发育第四周开始 XX ＴｄＦ XY

96 XX 女性外生殖器官 XY 男性外生殖器官 尿生殖窦道 胚胎发育第15-16周开始分化

97 人类性别的决定基因 受精卵 卵裂 内胚层 未分化的原生殖嵴 谁优先发育依赖于性别决定基因 中性生殖腺 优先发育 皮层 髓层 卵巢 雌性激素
抑制 中性生殖腺 优先发育 XX XY 皮层 髓层 卵巢 雌性激素 雄性激素 雌性性征 雄性性征 ♀ ♂ 睾丸

98 3. sex abnormality（性别畸形）
人类性别畸形分两类： 性染色体异常引起的性别畸形 基因突变引起的性别畸形。

99 (1). sex chromosome abnormalization性染色体异常
(Klinefelter’s syndrome）:47 XXY Turner’s syndrome:45 XO Supermale:47,XXY Superfemale:47,XXX

100 Klinefelter syndrome: 47, XXY
Klinefelter syndrome: 47, XXY. The Y makes these people male, but they have a female pattern of body hair and they usually develop breasts. Treatment with testosterone alleviates most symptoms.

101 Turner syndrome: 45, X. Often written as “XO”
Turner syndrome: 45, X. Often written as “XO”. They have only one sex chromosome, an X. No Y means they are female, but they lack ovaries and are thus sterile. Also, they don’t produce the surge in estrogen that causes body changes at puberty, although this can be treated with hormones. Interesting changes in spatial perception have also been noted.

102 XYY syndrome 47,XYY 47, XYY. Male, usually tall, acne-ridden, and slightly sub-normal in intelligence. Once thought to confer “criminality”, but this has been disproven.

103 Superfemale:47,XXX Female, with normal intelligence and only occasional fertility problems. Usually not detected except by accident.

104 (2) Abnormalities associated with gene mutatio (基因突变异常)
46，XX,male（男性假两性人） 症状表现：精神发育正常，小睾丸，小阴茎，乳腺发达，不育。 46，XY,female（女性假两性人） 症状表现：体形、体态是女性，乳腺发育或不良，外阴是女性，无子宫，具有不产生精子的睾丸。

105 (3). Mechanism of sex abnormality in humans (性别畸形产生的机理)
1、 sperm/egg cells formation during abnormal meiosis(精卵形成中减数分裂异常) 2、 Variation in Chromosome Structure(染色体结构异常) 3、 gene mutation(基因突变)

106 1.Sperm/egg cells formation during abnormal meiosis
(精卵形成中减数分裂异常) M1 X-X XX M2不分离 X XX X-X M1不分离 M2

107 小结 性染色体的增减（多一个条或少一条），常使性腺发育不全，失去生育能力；
Y染色体具有强烈的男性化作用，其存在与否决定着人类性别分化是向着男性或是向着女性的方向发展； 多一条性染色体的影响比少一个性染色体的影响小，因此， XXY个体比XO个体多少。

108 2. Chromosome Structures mutation (染色体结构变异)
染色体的易位会导致产生46，XY女性和46，XX的男性的性别畸形。 Y染色体短臂缺失导致46，XY个体形成女性性别畸形。 SRY 基因 易位 X Y X Y

109 3、 gene mutation --- SRY gene mutation (SRY基因突变)
46，XY 受精 SRY 基因突变 产生精子 受精卵发育为46，XY女性 X Y X Y 处于Y染色体短臂上的SRY基因如果发生突变导致形成46，XY的女性的畸形

110 3. gene mutation --- Tfm gene mutation
正常情况下， X染色体上Tfm(雄性激素受体基因)基因可生成雄性激素受体，使雄性激素发挥正常作用； Tfm突变为tfm时，X染色体不能产生雄性激素受体，雄激素不能发挥正常的作用，导致输精管、附睾(直接依赖雄激素分化的器官)等不能分化，个体向女性方向发育，形成“睾丸女性化”(XR )的性别畸形 。

111 睾丸女性化的一个家系

112 睾丸女性化的系谱

113 Tfm基因突变引起性别畸形机制 X+Xtfm × X+Y X+ + Xtfm X+ + Y X+X+ XtfmY X+Xtfm X+Y
睾丸女性化的女性 正常男性 X+X+ XtfmY X+Xtfm X+Y X+ + Xtfm X Y X+Xtfm × X+Y

114 小结 Y染色体上的睾丸决定基因对哺乳动物睾丸的发育是必要条件，但不是充分条件。
Y染色体上的睾丸决定基因（TDF）与X染色体上的Tfm基因以及常染色体上的睾丸促成基因（Tda-1、Tas基因等）协同作用，形成正常的♂性个体. 三者缺少任何一个，将导致性别畸形。

115 §4 Dosage compensation and barr bodies (剂量补偿效应和X小体)
3. The lyon hypothesis (Lyon假说) 4. The mechanism of X-chromosome inactivation (X染色体随机失活的分子生物学研究)

116 1、barr bodies In 1949，Barr observed a darkly staining body in interphase nerve cells(间期神经细胞核膜边缘)of female cats. This highly condensed structure，about 1μm in diameter，called X body or Barr body.

117 2.dosage compensation （剂量补偿 ）
dosage compensation effect （剂量补偿效应） : In the XY sex-determination system，the mechanism by which the effect of the two X chromosomes of the normal female is rendered identical to that of the one X chromosome of the normal male.(在XY型性别决定的生物中，具有两份或两份以上的基因量的个体与只有一份基因量的个体的基因表达趋于一致的遗传效应.)

118 The mechanism of dosage compensation (剂量补偿的机制)
（1）X染色体上的基因表达降低。如线虫 （2）X染色体上的基因的表达增加。如果蝇 （3）雌性细胞中一条X染色体失活。如人和哺乳动物 剂量补偿机制相同机制 1.剂量补偿机制始于胚胎发育早期: 2.X连锁基因表达受稳定的增殖传播的染色质修饰调节.

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120 3. Lyon hypothesis（ Lyon假说）
①dosage compensation(剂量补偿)：occurrence of barr bodies，all X chromosomes except one（NX --1 ）are inacctivated(NX小体= NX -- 1 ) ②the inactivation of X chromosomes occurs. (随机的) ③ the inactivation of X chromosomes occurs at a point early in embryonic development (X染色体的失活发生在胚胎发育的早期) ④杂合体雌性基因的性状表现为嵌合体(mosaic)

121 evidence： calico cat(玳瑁猫)
G6PD（in humans， the enzyme glucose-6-phosphate dehydrogenase )

122 calico cat

123

124 G-6PD (葡萄糖6磷酸脱氢酶) A，B两种类型。
女性有X AXA XBXB，XAXB 男性有XAY，XBY 提取G6PD，电泳： A － － － B － － － Female F F Man M

125 4.The mechanism of X-chromosome inactivation
Most genes that are part of X-chromosome are silenced （并非整条X染色体上所有基因都失活） 失活染色体上的有活性基因与失活基因相间排列； X染色体上的特异失活位点 (X- inactivation center) 例：小鼠中 kb 精确定位于Xq11-q12

126 （1）失活基因表达

127 Xist基因的表达造成携带该基因的X染色体失活。
Xist基因被转录成一条大分子非翻译RNA。 Xist RNA包裹着失活的X染色体，然后从Xist基因开始形成异染色质，并向两个方向延伸，直至整条染色体都受到影响，形成巴氏小体。 失活的X染色体除了Xist基因和几个异常的位点外，均被甲基化。

128

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130 Xist诱导X染色体失活的机制仍未完全揭示
Xist RNA结合到X染色体上后，介导基因沉默和异染色质形成的蛋白质。 最后，失活X染色体上的CpG岛发生甲基化。X染色体沉默一旦被形成，就不再需要Xist RNA来维持。

131 （2）Xist基因甲基化与X染色体失活 Xist X染色体 其他位点 甲基化、 不转录 活性 去甲基化、活性 去甲基化、 转录 失活
甲基化、失活 Xist基因的表达是决定X染色体失活的关键因素。在胚胎发育过程中，活性X染色体上的Xist基因因甲基化而失活。

132 （3）失活X染色体上的逃避失活基因 失活的X染色体上有部分基因仍在表达。正常女性有双份产物。被称为逃避失活基因。
MIC2 Xg STS X 抗原 血型 酯酶 Xp22.32

133

134 1.解释47，XXY和45，XO 2.某妇女产下一对一卵双生的龙凤胎,如何解释?

135 XY 分析:一卵双生龙凤胎,男性精子必然含有Y,且性别的分化应该实在受精卵开始分裂时产生。 可育男性 XYY
不育女性

136 果蝇：XX+X0两性嵌合体。由受精卵第一次分裂，丢失一条X染色体所产生的。红眼位于性染色体上。