关于“牝鸡司晨”的生物伴性遗传问题_郭玉海的博客 生物必修二伴性遗传

关于“牝鸡司晨”的生物伴性遗传问题

问题:原来下过蛋的母鸡,以后却变成了公鸡,长出了公鸡的羽毛,发出了公鸡的啼声.从遗传的物质基础和性别控制的角度,出现这种原因的可能是因为什么呢?鸡是ZW型性别决定,公鸡是ZZ,母鸡是ZW.如果一只母鸡性反转成公鸡,这只公鸡和母鸡交配,后代的性别会是怎么样的?
答案:性别和其他性状类似,也是受遗传物质和环境共同影响的,性反转现象可能是某种环境因素,使性腺出现反转现象的缘故。子代雌雄之比是2∶1。

解析:公鸡(实际染色体没变,仍为母鸡的ZW)×母鸡(ZW)→1ZZ(♂):2ZW(♀):1WW(不能发育)=2ZW(♀):1ZZ(♂)原来,鸡早期胚胎中具有雌雄两种原始性腺,不过在个体发育过程中只有一种性腺得到发育,另一种性腺的发育则受到抑制;如果一只正在发育小母鸡的卵巢由于患病或其它原因,不能再产生雌性激素来抑制其精巢的发育,精巢就会重新发育起来,并产生出雄性激素使原来的母鸡呈现出公鸡的特征,这一现象称为“性反转”。据报道:有一只发生了“性反转”的母鸡,不仅能打呜,甚至还与正常母鸡交配产生了后代,后代中雌雄比例为2:1,这一比例与遗传规律是相符的(ZW×ZW→1ZZ:2ZW:1WW,而WW受精卵不能发育),说明了鸡的“性反转”所改变的只是表现型,而不是基因型。

性反转

是指有功能的雄性或雌性个体转变成有功能的反向性别个体的现象。性反转只发生在生殖腺性别水平 以及由此引起的表型性征的变化,而不涉及染色体性别。哺乳类生殖腺性别一经确定,则是永久性的,而且在生殖腺中生殖细胞只能朝向性染色体所决定的性别发育。因此在哺乳类中至今未发现过具有功能的性反转。但鱼类、两栖类则可出现有功能的性反转。引起性反转的因素很多,如动物的生理状态,外界环境以及激素处理等。某些鱼类也可在正常情况下出现雌雄同体以及自发性反转。雌雄同体的个体具有两个类型的性器官,其发育可先后交替,即“先雄后雌”或“先雌后雄”,后者更常见,如黄鳝。环境因子可诱导性反转。例如从一种群内部去掉雄鱼,能促使雌鱼变成雄鱼并产生正常的精子。注射睾酮可模拟这种性反转。
  低温可以抑制某些蝌蚪性腺的髓质发育,从而诱导雌性的分化;高温抑制皮质,使遗传型雌性的性腺逐渐变为睾丸。
  南非爪蟾孵化后的一定时期,在雌激素处理下,可使雄蟾发生完全、持久的性反转,成为能生育的雌蟾。但这样的雌蟾与ZZ雄蟾交配,所得后代均为雄性,说 明性反转实际上只涉及表型性别的转变,而染色体性别并未改变,仍然为ZZ型。雄性激素对异配性别的雌体胚胎,没有性反转作用。
  鸟类在自然或实验的条件下也可出现性反转。鸟类雌性生殖腺发育不对称,即只有左侧卵巢发育,并具功能;右侧卵巢保持在原基状态。如果雌鸡左侧卵巢发生病变受到损坏,则右侧未分化的卵巢便转变为睾丸,从而变成能生育的雄鸡,出现“牝鸡司晨”的现象。如果在孵化的早期阶段,用雌激素处理鸡胚,可引起遗传学上本为雄性的胚胎出现不同程度的雌性发育。但这种性反转不是永久性的。
  许多无脊椎动物,雌雄同体的状态可以持久存在。年龄、食物的改变以及水温的变化,都可以引发完全的性反转。如一种丹螺的幼体落在雌性成体壳上时发育为雄体。如果雄体壳上有其他幼虫着落时,下面的雄体转变为雌体,上面的幼体发育为雄性。
鸡的生殖系统
鸡的生殖系统不同于胎生哺乳动物。公鸡的睾丸、附睾在腹腔内,交配器官是退化了的生殖突起,精子头部是长锥形。精子能在母鸡输卵管里的精子腺窝中生存达24天,并具有受精能力。母鸡能每隔25小时左右排卵一次,只有左侧卵巢和输卵管发育,受精卵排出母鸡体外后未达到孵化临界程度(24℃)会暂停发育。
公鸡的生殖系统
公鸡的生殖系统由睾丸、附睾、输精管和交媾器组成。人工授精人员最需要了解的是公鸡的交媾器的构造。公鸡没有像哺乳动物一样的阴茎,但有一个包括乳嘴、腺管体,阴茎和淋巴襞四部分组成的交媾器。交媾器位于泄殖腔腹侧,平时全部隐藏在泄殖腔内。性兴奋时,腺管体、阴茎和淋巴襞中的淋巴管相互连通,淋巴襞勃起、淋巴液流入阴茎体内使其膨大,并在中线处形成一条加深的纵沟,位于中线前端的正中阴茎体(中央白体)也因淋巴液的流入而突出于正前方,此时整个阴茎自肛门腹侧推出并插入母鸡泄殖腔。正中阴茎体为一圆形突起。
母鸡的生殖系统
母鸡生殖系统由卵巢和输卵管两大部分组成,通常只有左侧的卵巢和输卵管发育完全并且有生殖功能。输卵管由喇叭部、膨大部、峡部、子宫部、以及阴道部等构成。母鸡的外生殖器阴道口和排粪口、排尿口共同开口于肛门,称为泄殖腔。
鸡的生殖系统构造有别于哺乳动物。无论公鸡、母鸡的性器官均有不明显、隐避的特点,因此我们应熟悉其构造,为人工授精的实际操作打下基础。
鸡受精的过程
无论自然交配或人工授精,精子会很快沿输卵管上行并达到喇叭部的精窝内。如果交配(或人工输精)后输卵管内没有蛋,精子到达喇叭部只需30分钟左右。当卵子进入到喇叭部时,一般经过15分钟左右即会有3-4个精子进入卵黄表面的胚珠区,但只有一个精子能与卵细胞结合而受精。其实公鸡一次交配能射出的精子数量一般在15-80亿之间,大量的精子牺牲在征途中。据大量实验测定,精子数量不低于1亿个,同样能达到良好的受精率,人工授精正是基于此而提高 了种公鸡的利用率。当喇叭部有新老精子共存时,新精子的活力则大于老精子,受精的机会也多于老精子..所以最高的受精率通常出现在开配后的第三天。

  

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