與性別決定相關(guān)的幾個(gè)疑難問題解析

宋曉寧

【摘 要】本文就高中生物教學(xué)中與性別決定相關(guān)的幾個(gè)疑難問題進(jìn)行了解析和拓展。

【關(guān)鍵詞】性別決定類型;ZO與ZW;Y與性別;假減數(shù)分裂;性反轉(zhuǎn)

性別決定是與伴性遺傳等遺傳學(xué)問題相關(guān)的重要知識(shí)，遺傳學(xué)試題中也常常涉及到性別決定的問題。但現(xiàn)行高中生物課本（人教版）對(duì)這部分知識(shí)的介紹是片段式的，學(xué)生在學(xué)習(xí)中常常會(huì)產(chǎn)生許多疑問。以下是對(duì)一些常見疑難問題的解析和拓展。

一、生物的性別都是由性染色體決定的嗎

高中生物課本P29頁(yè)簡(jiǎn)單介紹了性別是由性染色體決定的。一些學(xué)生就產(chǎn)生了誤解，以為生物的性別都是由性染色體決定的。其實(shí)課本通過P31頁(yè)的課后拓展題對(duì)此是進(jìn)行了補(bǔ)充介紹的。課后拓展題中提到，在自然界中，有些動(dòng)植物的某些個(gè)體是由未受精的生殖細(xì)胞（如卵細(xì)胞）單獨(dú)發(fā)育來(lái)的，如蜜蜂中的雄峰，而正常受精卵發(fā)育而來(lái)的二倍體為雌性。也就是說(shuō)蜜蜂的性別決定類型屬于染色體組數(shù)控制型。因此，生物的性別不都是性染色體決定的。

那么，生物的性別決定到底有哪些類型呢？

（1）性染色體控制型。由性染色體決定生物的性別。如XY型和ZW型等。

（2）染色體組數(shù)控制型。正常受精卵發(fā)育而來(lái)的二倍體為雌性，孤雌生殖發(fā)

育而來(lái)的單倍體為雄性。如蜜蜂等。

（3）基因控制型。玉米的性別是受基因控制的。玉米是雌雄同株異花植物，隱性基因ba可使植株沒有雌穗只有雄花序，另一個(gè)隱性基因ts可使雄花序成為雌花序并能結(jié)實(shí)。Ba? Ts? 正常雌雄同株，Ba? tsts頂端和葉腋都生長(zhǎng)雌花序，babaTs? 僅有雄花序，babatsts僅頂端有雌花序[1]。

（4）性別決定還受環(huán)境的影響。性別除了決定于染色體的組成或基因的作用以外，也受環(huán)境條件的影響。蜜蜂中的工蜂與蜂王都是受精卵發(fā)育來(lái)的，但蜂王能產(chǎn)卵而工蜂不能，原因是營(yíng)養(yǎng)條件起了很重要的作用。一些龜鱉類的卵孵化時(shí)，溫度25℃孵化多為雄性，30℃孵化多為雌性。

二、性染色體控制性別的類型到底有幾種

關(guān)于性染色體決定性別的類型，課本正文部分（P29頁(yè)和P37頁(yè)）介紹了兩種，即XY型和ZW型。有同學(xué)通過生物競(jìng)賽培訓(xùn)知道了XO型和ZO型，所以就提出了疑問——由性染色體控制性別的類型到底是兩種還是四種？

從進(jìn)化的角度看，XY型的生物在進(jìn)化過程中，Y染色體逐漸消失，形成了XO型[2]。XO型就是XY型的特殊情況。同理，ZO型是ZW型的特殊情況。從這個(gè)角度看應(yīng)該是兩種，也就是XY型和ZW型。

從生物的性染色體組成來(lái)看，應(yīng)該分為以下四種：

XY型：雌性的性染色體為XX，雄性的性染色體為XY。如人等。

XO型：雌性的性染色體為XX，雄性只有一個(gè)X而沒有Y，不成對(duì)。如蝗蟲。

ZW型：雌性的性染色體為ZW，雄性的性染色體為ZZ。如鱗翅目的昆蟲。

ZO型：雌性只有一個(gè)Z而沒有W，雄性的性染色體為ZZ。如鴨等家禽。

三、“牝雞司晨”是怎么回事？雞到底是ZW型還是ZO型

課本P40頁(yè)的思維拓展題中提到“牝雞司晨”的性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，原來(lái)下過蛋的母雞，以后卻變成了公雞，長(zhǎng)出公雞的羽毛，發(fā)出公雞的啼聲。這是怎么回事？

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，原本生蛋的母雞因患病或創(chuàng)傷而使卵巢退化或消失，促使精巢發(fā)育并分泌出雄性激素，從而表現(xiàn)出母雞叫鳴的現(xiàn)象。在這里，激素起了決定性的作用。如果檢查這只性別已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)變的母雞的性染色體，它仍然是ZO型[3]。

一些學(xué)生參加了生物競(jìng)賽培訓(xùn)，就會(huì)問，培訓(xùn)教程上說(shuō)雞是ZO型，而高中生物課本P37頁(yè)和P40頁(yè)兩次明確地說(shuō)雞是ZW型性別決定，那么雞的性別決定類型到底是ZO型還是ZW型？

多方查找資料，均認(rèn)為雞屬于ZO型。至于為什么高中生物課本寫成ZW型，我認(rèn)為可能有兩種原因。第一種原因，雞的性染色體最初可能是ZW型，只是在進(jìn)化過程中，W染色體逐漸消失而成為ZO型，編者可能把ZO型當(dāng)成ZW型的一種特殊類型。第二種原因，就是高中生物上講鳥類屬于ZW型，而雞又屬于鳥類，編者簡(jiǎn)單化處理，將雞的性別決定類型寫成ZW型。準(zhǔn)確地講，雞應(yīng)該屬于ZO型。

四、XY型性別決定的生物，有Y染色體就是雄性嗎，沒有Y染色體就是雌性嗎

在中學(xué)，由于學(xué)生重點(diǎn)學(xué)習(xí)的是以人為代表的XY型性別決定，在學(xué)習(xí)中就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)覺，誤以為所有的XY型性別決定的生物都是一樣的。其實(shí)，不是這樣的。課本通過P38頁(yè)的課后拓展題對(duì)此進(jìn)行了補(bǔ)充介紹，XXY發(fā)育成雌果蠅，XO發(fā)育成雄果蠅。在XY型的性別決定中，X和Y在不同的生物中所起的作用是不同的。有以下幾種：

（1）對(duì)于人來(lái)說(shuō)，Y染色體的短臂上有睪丸決定因子（TDF基因）和SKY基因，有決定“男性”的強(qiáng)烈作用。人的男性決定于Y染色體，有Y染色體就成為男性[4]。正常情況下XX表現(xiàn)為雌性，而XY表現(xiàn)為雄性。染色體異常形成的性染色體組成為XO的個(gè)體發(fā)育為雌性，而性染色體為XXY的個(gè)體發(fā)育為雄性。

（2）對(duì)于果蠅來(lái)說(shuō)，Y染色體上沒有決定性別的基因，在性別決定中失去了作用。果蠅的雄性決定于少一個(gè)X染色體，2個(gè)X染色體就是雌性，有Y或無(wú)Y染色體都沒有關(guān)系[5]。所以，正常情況下XX表現(xiàn)為雌性，而XY表現(xiàn)為雄性。染色體異常形成的性染色體組成為XO的果蠅發(fā)育為雄性，而性染色體為XXY的果蠅則發(fā)育為雌性。

由此可見，果蠅的性別決定與人的性別決定有明顯不同。人類只要有Y不管X數(shù)目多少均為♂，沒有Y的則發(fā)育成女性。而果蠅的性別由X染色體數(shù)目決定，與Y無(wú)關(guān)。果蠅中，性染色體異常的XXY為雌性，而X比較少的X0則發(fā)育成雄性。

五、單倍體的雄峰沒有同源染色體，如何進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生精子

通過課本P31頁(yè)的課后拓展題，學(xué)生知道了蜜蜂的雌蜂是受精卵發(fā)育來(lái)的二倍體（2n=32），雄峰是卵細(xì)胞發(fā)育來(lái)的單倍體（n=16），馬上就會(huì)追問，沒有同源染色體的雄峰如何進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生精子？

雄蜂的一個(gè)精母細(xì)胞，通過一種特殊的減數(shù)分裂，只產(chǎn)生出一個(gè)精子，精母細(xì)胞和精子都是單倍體細(xì)胞。這種特殊的減數(shù)分裂叫做“假減數(shù)分裂”。

具體來(lái)說(shuō)就是，雄蜂在產(chǎn)生精子過程中，它的精母細(xì)胞進(jìn)行的是一種特殊的減數(shù)分裂。在減數(shù)分裂的第一次分裂中，染色體數(shù)目并沒有變化，只是細(xì)胞質(zhì)分成大小不等的兩部分：大的那部分含有完整的細(xì)胞核，小的那部分只是一小團(tuán)細(xì)胞質(zhì)。減數(shù)分裂的第二次分裂，則是一次不對(duì)稱的有絲分裂。在含有細(xì)胞核的那團(tuán)細(xì)胞質(zhì)中，成對(duì)的染色單體相互分開，而細(xì)胞質(zhì)則進(jìn)行不均等的分離——含細(xì)胞質(zhì)多的那部分（內(nèi)含16個(gè)染色體）進(jìn)一步發(fā)育成精子，含細(xì)胞質(zhì)少的那部分（也含16個(gè)染色體）則逐漸退化[6]。

六、正常生物體細(xì)胞中的性染色體都是成對(duì)的嗎

在中學(xué)，由于知識(shí)的局限性，學(xué)生一般會(huì)認(rèn)為正常生物體細(xì)胞中的性染色體都是成對(duì)的，在配子中是單個(gè)存在的。如果生物的體細(xì)胞出現(xiàn)一條性染色體，學(xué)生往往會(huì)認(rèn)為這是錯(cuò)的。要搞清楚這個(gè)問題，需要了解性染色體的概念以及性別決定的另外兩種類型。

在生物許多成對(duì)的染色體中，直接與性別決定有關(guān)的一個(gè)或一對(duì)染色體，稱為性染色體。如性別決定為XO型的蝗蟲，雌性為XX型，雄性只有一個(gè)X而沒有Y，不成對(duì)。再如性別決定為ZO型的鴨，雌性為ZO型，只有一個(gè)Z而沒有W，雄性為ZZ型。而這些生物也是正常的。

因此，從概念和實(shí)例看，正常生物體細(xì)胞中的性染色體并不一定是成對(duì)的，也有可能含有一條性染色體。

參考文獻(xiàn)：

[1]施憶.高中生物競(jìng)賽培優(yōu)教程[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，2003-09.

[2]朱正威，趙占良.生物必修二遺傳與進(jìn)化教師教學(xué)用書[M].北京：人民教育出版社，2007-01.

[3]陳閱增.普通生物學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1997.