人類的性別決定

人類的性別決定篇一：人類性別決定】人類性別決定08生本（1）班2008574117梁柳清摘要：人類的性別是一個特別明顯的性狀，兩性性狀的差異不僅表現(xiàn)在外部形態(tài)特征上，也存在內(nèi)部器官的結(jié)構(gòu)上。性別決定是一個復(fù)雜的生理現(xiàn)象，存在著一定的決定機制，這種決定機制主要來自于遺傳物質(zhì)（性染色體和基因）、激素、環(huán)境等因素。人類性別決定相關(guān)基因的研究對性分化與發(fā)育異常等臨床疾病的診斷和治療具有十分重要的意義。關(guān)鍵詞：人類性別決定、基因按照最初級的認識，人類性別是由染色體決定的，即細胞染色體核型為46，xx的表現(xiàn)為女性，核型為46，xy的個體表現(xiàn)為男性。但后來發(fā)現(xiàn)，有些人的細胞染色體核型相同（如都是46,xx或46，xy）而表現(xiàn)出來的性別卻不同，即核型為 46，xx的個體既有女性也有男性，同樣核型為46，xy的個體既有男性也有女性。為什么會出現(xiàn)這種奇怪的現(xiàn)象呢？對以上的現(xiàn)象有史以來存在著各種各樣的猜測，但都沒有科學(xué)的根據(jù)。直到20世紀初，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了人體細胞內(nèi)的染色體后，才揭開了性別的奧秘，人們對性別決定才有了新的認識。性別決定和分化是個體正常生存和發(fā)育的必要一環(huán)。染色體尤其是性染色體的完整性是性別決定的基礎(chǔ)，并協(xié)同其他基因和激素共同指導(dǎo)著性器官的發(fā)育和成熟，最終形成睪丸或卵巢。性別決定包括兩方面內(nèi)容：第一為性腺的決定和發(fā)育，稱為初級性別決定；第二為附屬性器官、特征及性行為的建立，稱為次級性別決定。前者受到多種基因的調(diào)節(jié)，占有優(yōu)先和主導(dǎo)地位，后者的建立主要來自性腺產(chǎn)生激素的誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)作用。一、性別決定的調(diào)控性別決定的調(diào)控主要包括兩個方面，即轉(zhuǎn)錄因子編碼基因和常染色體基因調(diào)控。1、性染色體基因調(diào)控：sry基因sry（sex-determiningregiony）在人類性別決定中起著關(guān)鍵作用，能啟動睪丸分化，對睪丸發(fā)育負調(diào)節(jié)起抑制作用。大量臨床案例顯示xy男性性逆轉(zhuǎn)的患者其性染色體的sry基因發(fā)生了突變。sry基因定位于yp11.23，是啟動精巢發(fā)育的關(guān)鍵基因，控制胚胎向雄性方向發(fā)育。sry基因編碼的sry蛋白含有核定位序列，如果這段序列突變，將發(fā)育為異常的性器官，說明sry蛋白的定位序列對于其功能的正常發(fā)揮有重要意義。sry蛋白是一種dna結(jié)合蛋白，功能之一是與mis基因(mulerllainhibitingsubstance，mis)啟動子區(qū)域結(jié)合，調(diào)控mis基因表達，產(chǎn)生mis蛋白誘導(dǎo)苗勒氏管退化，使性腺向睪丸分化，決定男性性別，如果mis基因變異或表達異常，未分化性腺將發(fā)育成卵巢。有實驗表明sry蛋白的hmg盒發(fā)生突變(如hmg盒關(guān)鍵氨基酸苯丙氨酸變?yōu)榱涟彼?，與核心序列為aacaaag的dna序列不能結(jié)合或結(jié)合能力很弱，sry便會失去對睪丸其他形成相關(guān)基因的調(diào)控作用，無法啟動46，xy核型發(fā)育男性化，導(dǎo)致女性表型。這些研究結(jié)果說明了sry基因功能的正常發(fā)揮是男性性器官正常發(fā)育的重要前提。缺乏sry基因的xy男性患者，可能存在常染色體上的基因突變，誘導(dǎo)男性生殖器官發(fā)育。另外一些核型為46，xx的男性出現(xiàn)如隱睪，陰莖小等異常，sry基因檢測陰性，有兩種可能：(1)一些46,xx男性患者可能為隱匿性的46,xx/46，xy嵌合體或其他類型嵌合體。而通常的檢查手段主要是血細胞，故不能排除患者其他組織中如睪丸組織存在46，xy細胞。(2)性別決定和分化并不完全由sry基因決定，越來越多的實驗證明可能有位于常染色體和x性染色體上的基因參與性別表型的調(diào)控。因此，性別的決定可能是以sry基因為主導(dǎo)，一系列基因參與協(xié)調(diào)表達的調(diào)控模式。2、常染色體基因調(diào)控常染色體基因調(diào)控主要包括三個方面，即sox9基因'wt1基因'sf1基因及一些其他基因。(1) sox9基因當(dāng)人類sox9(sry-relatedhmgbox9,sox9)基因突變而導(dǎo)致蛋白功能異常時，可表現(xiàn)骨畸形綜合征，75%的患者伴xy女性反轉(zhuǎn)。表明該基因在性別決定中也具有重要作用。人類的sox9基因位于17q24.3-q25.1區(qū)域內(nèi)，編碼的蛋白包含一個hmgbox，與sry有71%的同源性。實驗證明sox9蛋白是一種轉(zhuǎn)錄激活子，可以激活H型膠原基因和抗苗勒管激素基因。 sox9蛋白包含許多磷酸化位點，參與調(diào)節(jié)sox9結(jié)合dna，核運輸及轉(zhuǎn)錄激活等作用。為發(fā)揮轉(zhuǎn)錄因子的作用，sox9必須被運送到核內(nèi)以結(jié)合靶基因。sox9的突變可以涉及整個開放閱讀框。huang，wang等報道有1例sry(-)的xx男性反轉(zhuǎn)患者，其核型為46，xx，dup(17q23.1~q24.3)，fish實驗證明sox9基因出現(xiàn)了重復(fù)拷貝，說明sry基因缺失時，擴增的sox9基因可以啟動睪丸分化。⑵ wt1基因wt1基因定位于11p13,在哺乳動物中，wt1基因通過選擇性剪切及不同的起始翻譯位點，能產(chǎn)生24種蛋白異構(gòu)型。它們都包含c末端的4個c2h2型鋅指結(jié)構(gòu)和n末端的一個富含脯氨酸/谷氨酸的區(qū)域。研究最多的是-kts和+kts兩種異構(gòu)型。它們是由于第9外顯子的剪切不同而導(dǎo)致第3和第4鋅指間的3個氨基酸lys、thr和ser(簡稱kts)的存在(+kts)或缺失(-kts)。分析-kts和+kts兩種異構(gòu)型，發(fā)現(xiàn)它們具有不同的功能,wt1(-kts)是作為一種經(jīng)典的轉(zhuǎn)錄因子能結(jié)合dna上的一致序列，調(diào)節(jié)目的基因的表達。研究表明其主要的功能可能是參與轉(zhuǎn)錄的激活。wt1(+kts)則被認為參與信使rna的產(chǎn)生或加工過程。wt1能編碼含鋅指結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄因子，sry基因與dna序列結(jié)合通過wt1mrna的不同變異體可產(chǎn)生多種蛋白異構(gòu)體，其中一種與sf1形成異二聚體，刺激mis表達增加，突變的wt將導(dǎo)致男性永久性苗勒管癥。在人類，該基因表達于未分化的生殖嵴和睪丸分化的性索，推測該基因可能在性腺早期發(fā)育和向睪丸分化時發(fā)揮一定作用。(3)sf1基因sf1(steroidogenicfactor1，sf1)基因作為孤核激素受體家族的成員，參與類醇生成，生殖及男性性別分化過程中多種基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)作族的成員，參與類醇生成，生殖及男性性別分化過程中多種基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)作用。sf1基因定位于9q33。它包含兩個鋅指基序，調(diào)控與dna的結(jié)合。睪丸的支持細胞和間質(zhì)細胞均可以表達sf1蛋白。sf1發(fā)生變異常出現(xiàn)腎上腺發(fā)育不良和性腺發(fā)育障礙。(4)其他amh由睪丸支持細胞分泌，導(dǎo)致苗勒管的退化，從而使男性生殖管道得以分化。在支持細胞系中,amh基因的表達受到sox9直接的調(diào)控。分析顯示，sox9結(jié)合在amh鄰近啟動子的sox樣位點，連同sf1和wt1一起直接激活amh的表達。amh基因的突變將導(dǎo)致臨床上罕見的永久性苗勒管綜合征。dax1是一個抗睪丸因子，它通過抑制sf1和wt1在性別分化中起協(xié)同作用，阻止雙向分化潛能的生殖嵴向男性分化。在鼠類中出現(xiàn)額外的dax1拷貝將導(dǎo)致雄轉(zhuǎn)雌性反轉(zhuǎn)。研究發(fā)現(xiàn)dax1通過破壞wt1的功能遏制sry的表達，并通過核受體共抑制物來抑制sf1的轉(zhuǎn)錄激活功能。和dax1一樣，wnt4也是以一種劑量敏感的方式控制女性發(fā)育和阻止睪丸的形成。jordan等發(fā)現(xiàn)1例xy女性患者的1p31-p35中包含wnt4基因的重復(fù)片段，進一步發(fā)現(xiàn)wnt4的過表達使dax1水平上調(diào)，導(dǎo)致女性表型。近年來，許多性別決定相關(guān)基因不斷被識別，如編碼轉(zhuǎn)錄因子 sox9、dmrtl、gata4、daxl、sf1、wt1、lhx9及編碼細胞信號分子amh、wnt4、fgf9和dhh的基因。二、性分化性分化指個體性腺性別與表型性別的發(fā)育過程，即某些體細胞在性激素的作用下分化發(fā)育成內(nèi)外生殖器以及第二性征的過程。研究證明在y染色體上的睪丸決定基因sry的作用下，男性胎兒的體內(nèi)就會長出睪丸。睪丸是男性進入青春期以后生產(chǎn)精子的器官。但睪丸的作用不只是產(chǎn)生精子，在胎兒體內(nèi)一旦形成睪丸，它就有一個非常重要的作用，即產(chǎn)生和分泌雄性激素。睪丸分泌的雄性激素作用在胎兒的外陰部，使那里長出陰莖等外生殖器。到了青春期，從睪丸等處分泌的雄性激素還會隨血液流動到身體的各部分，使身體顯現(xiàn)出各種男性特征，如長喉結(jié)、胡須等。然而在人群還存在著一種有正常的y染色體，也有正常的睪丸決定基因-sry,但卻有女性的外生殖器官和副性征的個體?？茖W(xué)家對這種罕見的現(xiàn)象進行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：出現(xiàn)這種男性女性化的原因是因為雄性激素沒有正常發(fā)揮作用。科學(xué)家把這種現(xiàn)象（疾?。┓Q為“雄性激素不應(yīng)癥”。雄性激素不應(yīng)癥者身體內(nèi)的雄性激素失去作用的原因是因為x染色體所含的雄性激素受體基因-ar出現(xiàn)異常，不能產(chǎn)生出雄性激素受體（男性所產(chǎn)生的雄性激素必須與雄性受體結(jié)合才能夠發(fā)揮作用），男性所產(chǎn)生的激素發(fā)揮不了作用，所以出現(xiàn)了男性女性化的異常現(xiàn)象。由此，可以證明：激素在人類的性別決定中也起一定的影響作用。生殖器男性化主要依賴3種激素：睪酮、抗苗勒氏管激素（mis）、胰島素-3（insl3）。睪酮參與睪丸的形成并維持男性第二性征；抗苗勒氏管激素可以抑制副中腎管發(fā)育，促進男性生殖器發(fā)育；胰島素-3基因突變會造成睪丸引帶發(fā)育異常，患者出現(xiàn)雙側(cè)隱睪。三、環(huán)境影響通過實驗發(fā)現(xiàn)任何生物性狀都是遺傳物質(zhì)和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果。環(huán)境因素對人類性別這種性狀的形成同樣起一定作用。影響人類性別決定的環(huán)境因素有物理因素（各種射線）、化學(xué)因素（如各種化學(xué)物質(zhì)）、生物因素（如病毒）等?？傊?，人類性別決定是一個復(fù)雜的過程，此過程受多種因素制約和影響，了解掌握人類性別決定因素，對維持人類出生的性別比例平衡，遺傳病的預(yù)防，減少缺陷嬰兒的出生，提高人口素質(zhì)等都有重要意義。參考文獻1白麗榮：人類的性別決定基因，生物教學(xué)，2002，27（4）：42衡衛(wèi)國：生物性別決定，生物教學(xué)，2004，29（12）：293錢晨，蔡薇，人類性別決定的研究現(xiàn)狀[j],現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)，2008，35（20）:4007—40124劉維瑜，金春蓮，人類性別決定相關(guān)基因的研究進展]j],國外醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)分冊，2005，28（5）,262—266【篇二：人的性別決定（教案）】第三節(jié)教學(xué)目標(biāo)：知識與能力：人的性別決定（教案）南京育英第二外國語學(xué)校郭榮輝了解人體染色體的特點，區(qū)分性染色體和常染色體。 2.解釋人的性別決定方式。3.掌握性染色體的表示方法。4,知道人的體細胞的染色體組成。5.理解精子和卵細胞的隨機結(jié)合原理。過程與方法：本節(jié)課在了解遺傳學(xué)基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，通過學(xué)生看圖，觀察男女體細胞染色體示意圖，了解人體染色體的特點并區(qū)分性染色體和常染色體，區(qū)分男女染色體的異同。通過探究一一生男生女的幾率，使學(xué)生進一步了解性別決定的方式。情感態(tài)度與價值觀：通過學(xué)生對圖片信息的觀察分析，增強學(xué)生的信息處理能力。 2.通過開展游戲，提高學(xué)生的團隊合作精神和實事求是的科學(xué)態(tài)度。3.通過學(xué)習(xí)，科學(xué)地認識生男生女的現(xiàn)象，從而走出封建誤區(qū)。教學(xué)重點：概述人體的性染色體和常染色體。2.人的體細胞的染色體組成。解釋人的性別決定。教學(xué)難點：理解人的性別決定方式。正確進行生男生女的幾率的探究活動（游戲）。 教師準(zhǔn)備：制作“人的性別決定”的網(wǎng)絡(luò)課件。準(zhǔn)備紅'藍布袋各13條和黑白圍棋子若干。（用于探究活動）3.準(zhǔn)備一些寫有“x”、“y”、“xy”、“xx”、“男”、“女”的磁快。（用于學(xué)生在磁性黑板上完成有關(guān)人的性別決定的遺傳圖解）學(xué)生準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)本節(jié)課的內(nèi)容。收集有關(guān)中國、全世界人口的男女比例的資料。 教學(xué)過程：2007年1月5日【篇三：人類的性別決定實驗】人類的性別決定導(dǎo)學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)1、 說明人的性別差異是由性染色體決定的。2、會解釋生男生女的道理，理解生男生女機會均等的原因。 能力目標(biāo)能夠小組合作探究知識問題。情感目標(biāo)能用科學(xué)的態(tài)度看待生男生女問題。知識回顧人的體細胞中的染色體（1）數(shù)目：。（2） 種類常染色體：與性別無關(guān)的染色體，有。性染色體：決定個體性別的染色體，有。女性的性染色體用表示，男性的性染色體用 表示。2?染色體的傳遞（1） 在形成生殖細胞時，染色體數(shù)目的變化：比體細胞，即精子和卵細胞中均含有染色體。（2）通過過程，受精卵中的染色體數(shù)目又恢復(fù)到與一樣多。成對的染色體一條來自，一條來自人類的遺傳是通過在親代與后代之間的傳遞實現(xiàn)的。自主預(yù)習(xí)1?生殖細胞的種類（1） 卵細胞只有一種。（2） 精子有兩種，即和，兩種精子的數(shù)量是的。性別的決定（1） 當(dāng)含有x染色體的精子與卵細胞結(jié)合時，形成的受精卵的染色體組成是，將來發(fā)育成 。（2） 當(dāng)含有y染色體的精子與卵細胞結(jié)合時，形成的受精卵的染色體組成是，將來發(fā)育成 。（3）兩種精子與卵細胞結(jié)合的機會是的，因此生男生女的機會也是的。（4）科學(xué)研究表明，人的性別也是由決定的。小組合作探究：實驗探究：探究生男生女的機會均等嗎？材料用具：黑色塑料袋，黑色棋子，白色棋子方法步驟：1、 各取一個黑色塑料袋，分別注明“父親”、“母親”。2、 在“母親”袋中放入許多白色棋子，在“父親”袋中裝入等量的白色和黑色棋子，并使兩種顏色的棋子混合均勻。其中，白色代表X染色體，黑色代表y染色體。3、 分別從“母親”袋和“父親”袋中各取一個棋子，如果兩個都是白色，則表示所生“孩子”為“女孩”（XX）；如果一個是白色，一個是黑色，則表示所生“孩子”為“男孩”（xy）。分別記錄你小組得到的后代性別。4組內(nèi)討論：1、用來裝棋子的袋子應(yīng)該是透明的還是不透明的？2、每完成一個組合后，是否需要將摸出的棋子放回袋內(nèi)？為什么？共同探究：1、小組之間的探究結(jié)果是否一致？怎樣做才能讓結(jié)果更符合實際情況？2、請你用自己的觀點分析：在農(nóng)村大多數(shù)人認為： “生男生女完全歸咎于女方”，一旦生出的是女孩，長輩們往往對女孩的母親說出一些侮辱性的話語。你認為這種觀點對嗎？請加以分析。自我檢測1、正常情況下，人類精子中的染色體組成是（ ）。a.都是22條+xb.都是22條+yc.22條+x或22條+yd.22對+x或22對+y2、 人體細胞內(nèi)的染色體的正常來源是（）。—半來自父方，一半來自母方—半以上來自父方，一半以下來自母方—半以下來自父方，一半以上來自母方與父親相似的人，來自父方多；與母親相似的人，來自母方多3、 就性染色體來說，男性的精子和女性的卵細胞分別有幾種？（）a.1、1b.1、2c.2、1d.2、24'人的性別決定是在（）。a.胎兒出生時b.胎兒發(fā)育時c.形成受精卵時d.受精卵分裂時5、自然狀態(tài)下，一對夫婦每胎生育男孩的可能性始終為（ ）。a.25%b.50%c.75%d.難以確定6'性別最終決定于（）。a.細胞核b.染色體c.細胞質(zhì)d.染色體上決定性別的基因7、 從親代的體細胞到生殖細胞再到發(fā)育成子代，細胞中染色體的數(shù)量變化規(guī)律是（）。2nf2n—2nb.nfn—nc.nf2n—nd.2nfn—2