第三章控制动物性别

人工控制奶牛性别技术作者：孙肖明来源：《养殖与饲料》 2013年第3期孙肖明吉林工商学院生物工程学院,长春130062对于奶牛养殖户(场)而言,除了提高奶牛的单产水平以外,提高经济效益的另一重要途径就是利用现有母牛繁育出更多的雌性犊牛,以便于持续扩繁、生产更多的牛乳。

如此一来,人为地控制奶牛性别显得较为重要。

奶牛性别控制的方法有多种,现介绍胚胎鉴定法、外环境控制法和精子分离法3种,并将最适于生产应用的精子分离技术总结如下。

1 胚胎鉴定法胚胎性别鉴定技术就是利用胚胎分割和冷冻技术对奶牛的胚胎进行性别鉴定。

用冷冻精液对母牛进行体外授精,生产大量纯种胚胎,然后人为采用机械或化学方法,进行早期胚胎性别鉴定。

事实证明,胚胎不仅能够进行性别鉴定,而且分割后的胚胎发育正常;但是缺点在于技术繁琐、设备造价昂贵,因此难以实现大范围推广和应用。

2 外环境控制法使用外环境控制法实现性别控制的途径有多种,但原理大致有以下3种。

1)控制营养与年龄。

饲料供应不足或采食酸性饲料的母牛多产雄犊;反之,饲料供应充足或采食碱性饲料的母牛多产雌犊。

年老的母牛多产雄性后代;中年母牛多产雌性后代;父母双方都是中年牛多产雌性后代。

2)控制母牛生殖道的pH 值。

由于含X染色体的精子对酸性环境的耐受力比含Y 染色体的精子强,因此,通过控制母牛生殖道的pH 值,可以达到控制犊牛性别的目的。

3)控制授精时间。

排卵前一定时间授精的母牛多产雌性犊牛。

虽然控制授精时间较简单,但该法对人授精的技术要求较高且性别控制准确率较低。

3 精子分离法胚胎鉴定法和外环境控制法虽然理论上可以成立,但是在现实应用中都存在着一些不足,以致无法推广和普及。

所以,研究一种既能减轻养殖户(场)负担又能达到较高的性别控制准确率的方法显得意义重大。

通过对含X 染色体和含Y 染色体的精子进行分离再实行人工授精从而有效控制性别的技术,正从若干种技术中脱颖而出,并逐渐实现了产业化,越来越多地被应用于养殖户(场)的实际生产中。

第三章遗传的基本规律(一) 名词解释：1、性状：生物体所表现的形态特征和生理特性。

2、单位性状：把生物体所表现的性状总体区分为各个单位，这些分开来的性状称为。

3、等位基因(allele)：位于同源染色体上，位点相同，控制着同一性状的基因。

4、完全显性(complete dominance)：一对相对性状差别的两个纯合亲本杂交后，F1的表现和亲本之一完全一样，这样的显性表现，称作完全显性。

5、不完全显性(imcomplete dominance)：是指F1表现为两个亲本的中间类型。

6、共显性(co-dominance)：是指双亲性状同时在F1个体上表现出来。

如人类的ABO血型和MN血型。

7、测交：是指被测验的个体与隐性纯合体间的杂交。

8、基因型(genotype)：也称遗传型，生物体全部遗传物质的组成，是性状发育的内因。

9、表现型(phenotype)：生物体在基因型的控制下，加上环境条件的影响所表现性状的总和。

10、一因多效(pleiotropism)：一个基因也可以影响许多性状的发育现象。

11、多因一效(multigenic effect)：许多基因影响同一个性状的表现。

12、基因位点(locus)：基因在染色体上的位置。

13、交换：指同源染色体的非姊妹染色单体之间的对应片段的交换，从而引起相应基因间的交换与重组。

14、交换值（重组率）：指同源染色体的非姊妹染色单体间有关基因的染色体片段发生交换的频率。

17．相引相：在遗传学中，把两个显性基因或两个隐性基因的连锁称为是相引相。

18．相斥相：在遗传学中，把一个显性基因和一个隐性基因连锁称为相斥相。

15、基因定位：确定基因在染色体上的位置。

主要是确定基因之间的距离和顺序。

16、符合系数：表示干扰程度的大小,指理论交换值与实际交换值的比值，符合系数经常变动于0—1之间。

17、干扰(interference)：一个单交换发生后，在它邻近再发生第二个单交换的机会就会减少的现象。

细胞工程性别控制性别控制自然条件下动物性别比为1︰1。

随着生物技术的发展，人们为了达到某种生产要求人为的对动物的性别加以控制，生产出所需要的动物后代的过程叫性别控制（sex control）。

一、动物的性别决定1）雄性异配子型XYXO 绝大部分哺乳动物某些鱼类和两栖类某些昆虫和线虫2）雌性异配子型ZOZW3未受精产生雄性1.性染色体与性别决定2.Y染色体性别决定区基因SRYSRY(sex-determining region of Y-chromosome)基因位于Y染色体短臂1区1带3亚带上，它是睾丸决定因子(testis determining factor, TDF)的最佳候选基因，已被许多实验证实。

SRY蛋白含有204个氨基酸，其中部约80个氨基酸区域（High mobility group, HMG）即HMG盒是SRY基因编码蛋白质的唯一功能区。

3.环境对性别的影响动物的性别主要是由于性染色体和性别决定基因遗传决定的，但是环境因素对动物性别也有一定的影响。

特别是温度和激素。

如小蝌蚪温度在34℃以上都发育为雄性，在30℃以下都发育为雌性。

二、性别控制的方法和技术1.X、Y精子的分离1）X、Y精子的差别Y精子的F小体精子的重量（X>Y）精子运动速度精子的耐酸碱性（Y嗜碱性）精子表面H-Y抗原及分布2）X、Y精子的分离方法沉降法离心沉降法电泳法免疫学分离法流式细胞分离法化学药品处理法2.胚胎的性别鉴定方法细胞学方法（核型分析）生物化学微量分析法（与X染色体相关酶法）免疫学方法（利用H-Y抗体）分子生物学方法（利用ＳＲＹ基因）细胞毒性分析法间接免疫荧光法囊胚形成抑制法DNA探针法PCR扩增法3.激素处理利用一些雄激素或雌激素可以起到性别控制的目的。

比如一些鱼类中已经获得成功，通常用的雄激素是17α 2甲基睾酮，雌激素是17β 2雌二醇。

三、性别控制的意义1.在临床上通过性别控制可以避免一些与性别相关疾病的发生。

国内性别控制的途径及其研究进展20世纪50年代，细胞学技术迅速发展以及人工受精技术和胚胎移植技术的应用，使性别控制技术得到了快速的发展。

低等动物的性别控制（如鱼类等）可以通过性反转、人工雌核或雄核的发育、种间杂交、三倍体不育等手段实现，而家畜的性别控制主要有三条途径：一是X精子、Y精子的分离；二是胚胎的性别鉴定；三是通过控制母畜的授精环境来实现。

1.1 X，Y精子的分离方法哺乳动物的性别是由X染色体和Y染色体决定的，牛共有60条染色体，其中58条为常染色体，另外两条为性染色体。

由于X精子和Y精子之间存在着微弱的差异，因此可根据X精子和Y精子不同的物理性质（体积、密度、电荷、运动性）和化学性质（DNA含量、表面雄性特异性抗原）将其分开。

从方法学的角度可以分为物理方法、免疫分离法、流动细胞分离法。

前两种方法虽有成功的报道，但分离的效率较低，重复性很差。

目前，流动细胞分离法重复性好，准确率较高，是研究进展较快且有发展前景的分离方法。

1.2 胚胎的性别鉴定胚胎移植技术现在已经被大量地应用于畜牧生产中。

在移植前对胚胎进行性别鉴定，人为地选择某一性别的胚胎给受体，可以达到性别控制的目的，尽管此方法有一定的局限性，但仍是家畜后代性别控制的主要途径之一。

经过科学工作者长期的研究和探讨，胚胎性别鉴定技术已有了长足的进步，有些已应用于实际生产。

鉴定的方法主要有细胞遗传学方法、免疫学方法、分子生物学方法。

1.3 控制母畜的授精环境关于动物性别形成的理论和学说有很多，但公认的比较有实践意义的除了性染色体理论、基因平衡理论外，还有环境条件理论。

现代遗传学实践证明，哺乳动物的表型性别都是由基因型与环境条件相互作用的结果，即性别的形成既受遗传因素决定又受环境条件影响。

国内外有许多关于通过控制母畜授精环境使其所产生的后代的性比例发生变化的报道。

这些控制措施可归纳为以下几个方面：一是控制输精时间；二是调整子宫颈内粘液的PH值；三是改变冻精的解冻温度；四是利用外源激素；五是多重处理措施。

水产养殖中的养殖动物性别控制与繁殖技术水产养殖在满足人类食物需求方面起着至关重要的作用。

而在水产养殖过程中，养殖动物的性别控制与繁殖技术是一个重要的研究方向。

本文将探讨水产养殖中的性别控制技术、繁殖技术以及其对养殖业的影响。

读者将从中了解到水产养殖中性别控制与繁殖技术的重要性以及其应用场景。

一、性别控制技术1.1 基因控制法基因控制法是一种通过调控动物基因来实现性别控制的技术。

研究表明，在某些鱼类和软体动物中，存在一些性别决定基因，如具有Y染色体的个体为雄性，而没 Y 染色体的则为雌性。

通过对养殖动物基因进行调控，科学家们可以实现选择性别的目的。

例如，在鳗鲡养殖中，通过基因编辑技术成功实现了男性鳗鲡的繁殖，从而促进了养殖效益的提高。

1.2 温度控制法温度控制法是通过调控养殖环境的温度来影响动物性别的技术。

不同的温度对养殖动物的性别发育具有重要影响。

例如，在爬行动物中，卵的孵化温度可以决定幼体的性别。

适当调整温度可以实现性别的控制，这种方法被广泛用于鳄鱼、龟类等的养殖中。

然而，温度控制法对于不同种类的养殖动物可能存在差异，需要根据具体情况进行调整。

二、繁殖技术2.1 人工授精技术人工授精技术是一种通过人工手段将雄性的精子与雌性的卵子结合从而实现繁殖的方法。

这种技术在水产养殖中得到广泛应用。

例如，在鱼类养殖中，通过人工授精技术可以有效控制种间杂交，提高品种纯度和生长性能。

此外，人工授精技术还可以用于养殖动物种质资源的保存和遗传改良，对水产养殖业的发展具有重要意义。

2.2 催熟技术催熟技术是一种通过调控动物的生理状态来提高其繁殖能力的技术。

这种技术常用于增加养殖动物的繁殖频率和产仔量。

例如，在贝类养殖中，通过调控组织营养、养殖环境等因素，可以刺激贝类的繁殖行为，提高其繁殖效益。

催熟技术的应用可以有效促进水产养殖业的可持续发展。

三、性别控制与繁殖技术的影响性别控制与繁殖技术的应用对水产养殖业带来了诸多好处。

第二课时性别决定和伴性遗传【目标导航】 1.结合教材图解，概述生物性别决定的常见方式。

2.结合人类红绿色盲的分析，简述伴X隐性遗传与性别的关联特点。

一、性别决定1．概念是指雌雄异体的生物决定性别的方式。

2．性别决定的基础性别主要由基因决定的，决定性别的基因在性染色体上。

3．染色体的类型根据染色体与性别决定的关系，生物的染色体分为常染色体和性染色体。

具有n对染色体的生物，性染色体一般是1对，常染色体为n－1对。

4．性别决定的类型(1)类型：性别决定的主要方式主要有XY型和ZW型。

其中XY型性别决定类型在生物界较为普遍。

(2)XY型性别决定：①特点：雌性个体体细胞内有两条同型的性染色体，表示为XX，雄性个体体细胞内有两条异型的性染色体，表示为XY。

②生物类型：包括大多雌雄异体的植物、全部哺乳动物、多数昆虫、部分鱼类和部分两栖类。

(3)ZW型性别决定①特点：雌性个体体细胞内有两条异型的性染色体，表示为ZW，雄性个体体细胞内有两条同型的性染色体，表示为ZZ。

②生物类型：鸟类、鳞翅目昆虫、部分两栖类和爬行类。

5．性别决定图解(1)XY型性别决定(2)ZW型性别决定二、伴性遗传1．概念指由性染色体上的基因决定的性状在遗传时与性别联系在一起，这类性状的遗传叫伴性遗传。

2．实例红绿色盲的遗传、人类血友病的遗传、果蝇眼色的遗传、女娄菜叶形的遗传。

3．人类红绿色盲及其遗传特点(1)人类红绿色盲相关基因型与表现型女性男性基因型X B X B X B X b X b X b X B Y X b Y表现型正常正常色盲正常色盲(2)遗传特点a．男患者多于女患者。

b．往往有隔代遗传现象。

c．女患者的父亲和儿子一定患病。

(3)男患者多于女患者的原因女性只有两条X染色体上都有红绿色盲基因(b)时，才表现为色盲，而男性只要含有红绿色盲基因，就表现为色盲。

判断正误(1)生物性别的主要决定方式有XY型和ZW型。

( )(2)所有的生物都存在伴性遗传现象。

《话说哺乳动物的性别控制》教学设计大连第二十三中学王晗一、教材分析《话说哺乳动物的性别控制》是人教版高中生物选修三专题三拓展视野的内容重点介绍了“X 精子、Y精子的分离技术”、“SRY-PCR胚胎的性别鉴定技术”两种哺乳动物性别控制的方法，本节课的教学为一个课时完成。

本节课的内容是胚胎工程的应用及前景的基础上，针对性别控制的生物前沿问题，本节课的内容建立在基因工程、胚胎工程的基础之上，帮助学生整合旧知识，解决新问题。

通过本节课程的学习能够有效的帮助学生掌握并应用基因工程、胚胎工程的相关知识。

二、教学目标1.简述哺乳动物的性别控制的时期、方法及应用。

2.简述SRY-PCR胚胎性别鉴定技术的过程及其结果。

3.认同哺乳动物的性别控制技术的重要性及发展的意义。

三、教学重点难点教学重点：1.哺乳动物性别控制的时期及方法。

2.SRY-PCR胚胎性别鉴定技术的过程及结果。

教学难点：3.SRY-PCR胚胎性别鉴定技术的过程及结果。

四、教学策略本节课内容要求学生应用基因工程、胚胎工程等知识来解决控制哺乳动物性别的问题。

拓展视野模块的内容涉及生物学领域的先进技术，学生对此部分可能会感觉到陌生。

本节课利用问题导入新课，在导课过程中介绍畜牧业生产中奶牛、肉牛的性别需求现实情况，提出人们是如何实现控制肉牛性别的问题。

通过调动学生对问题的思考，激发学生的学习热情。

在通过教师辅助，学生通过查找相关资料，结合已有的知识经验，自主探究检测细胞中SRY基因的方法及演示实验过程，使学生掌握哺乳动物的性别控制技术的时期和方法。

最后利用本节课所学的知识，解决导课时提出的畜牧生产中的肉牛性别控制的问题。

五、课前准备多媒体课件制作；PCR技术、基因工程技术所需教具六、教学过程七、板书设计八、教学反思本节课进行的效果，在很大程度上取决学生对之前胚胎工程、基因工程内容的掌握。

要求教师在课堂上引导学生复习，才能实现模拟实验环节的教学效果。

本节课的最大亮点在于巧妙的设计的模拟实验，帮助学生从死记硬背中走出来，整合实验过程，将微观的实验过程具体化、形象化。