與性別決定相關的幾個疑難問題解析

宋曉寧

【摘 要】本文就高中生物教學中與性別決定相關的幾個疑難問題進行了解析和拓展。

【關鍵詞】性別決定類型;ZO與ZW;Y與性別;假減數分裂;性反轉

性別決定是與伴性遺傳等遺傳學問題相關的重要知識，遺傳學試題中也常常涉及到性別決定的問題。但現行高中生物課本（人教版）對這部分知識的介紹是片段式的，學生在學習中常常會產生許多疑問。以下是對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頁簡單介紹了性別是由性染色體決定的。一些學生就產生了誤解，以為生物的性別都是由性染色體決定的。其實課本通過P31頁的課后拓展題對此是進行了補充介紹的。課后拓展題中提到，在自然界中，有些動植物的某些個體是由未受精的生殖細胞（如卵細胞）單獨發育來的，如蜜蜂中的雄峰，而正常受精卵發育而來的二倍體為雌性。也就是說蜜蜂的性別決定類型屬于染色體組數控制型。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）染色體組數控制型。正常受精卵發育而來的二倍體為雌性，孤雌生殖發

育而來的單倍體為雄性。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，另一個隱性基因ts可使雄花序成為雌花序并能結實。Ba? Ts? 正常雌雄同株，Ba? tsts頂端和葉腋都生長雌花序，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，也受環境條件的影響。蜜蜂中的工蜂與蜂王都是受精卵發育來的，但蜂王能產卵而工蜂不能，原因是營養條件起了很重要的作用。一些龜鱉類的卵孵化時，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

關于性染色體決定性別的類型，課本正文部分（P29頁和P37頁）介紹了兩種，即XY型和ZW型。有同學通過生物競賽培訓知道了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？

從進化的角度看，XY型的生物在進化過程中，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。從這個角度看應該是兩種，也就是XY型和ZW型。

從生物的性染色體組成來看，應該分為以下四種：

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X而沒有Y，不成對。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頁的思維拓展題中提到“牝雞司晨”的性反轉現象，原來下過蛋的母雞，以后卻變成了公雞，長出公雞的羽毛，發出公雞的啼聲。這是怎么回事？

經研究發現，原本生蛋的母雞因患病或創傷而使卵巢退化或消失，促使精巢發育并分泌出雄性激素，從而表現出母雞叫鳴的現象。在這里，激素起了決定性的作用。如果檢查這只性別已經發生轉變的母雞的性染色體，它仍然是ZO型[3]。

一些學生參加了生物競賽培訓，就會問，培訓教程上說雞是ZO型，而高中生物課本P37頁和P40頁兩次明確地說雞是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，均認為雞屬于ZO型。至于為什么高中生物課本寫成ZW型，我認為可能有兩種原因。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，編者簡單化處理，將雞的性別決定類型寫成ZW型。準確地講，雞應該屬于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，由于學生重點學習的是以人為代表的XY型性別決定，在學習中就會產生錯覺，誤以為所有的XY型性別決定的生物都是一樣的。其實，不是這樣的。課本通過P38頁的課后拓展題對此進行了補充介紹，XXY發育成雌果蠅，XO發育成雄果蠅。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）對于人來說，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表現為雌性，而XY表現為雄性。染色體異常形成的性染色體組成為XO的個體發育為雌性，而性染色體為XXY的個體發育為雄性。

（2）對于果蠅來說，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X染色體，2個X染色體就是雌性，有Y或無Y染色體都沒有關系[5]。所以，正常情況下XX表現為雌性，而XY表現為雄性。染色體異常形成的性染色體組成為XO的果蠅發育為雄性，而性染色體為XXY的果蠅則發育為雌性。

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數目多少均為♂，沒有Y的則發育成女性。而果蠅的性別由X染色體數目決定，與Y無關。果蠅中，性染色體異常的XXY為雌性，而X比較少的X0則發育成雄性。

五、單倍體的雄峰沒有同源染色體，如何進行減數分裂產生精子

通過課本P31頁的課后拓展題，學生知道了蜜蜂的雌蜂是受精卵發育來的二倍體（2n=32），雄峰是卵細胞發育來的單倍體（n=16），馬上就會追問，沒有同源染色體的雄峰如何進行減數分裂產生精子？

雄蜂的一個精母細胞，通過一種特殊的減數分裂，只產生出一個精子，精母細胞和精子都是單倍體細胞。這種特殊的減數分裂叫做“假減數分裂”。

具體來說就是，雄蜂在產生精子過程中，它的精母細胞進行的是一種特殊的減數分裂。在減數分裂的第一次分裂中，染色體數目并沒有變化，只是細胞質分成大小不等的兩部分：大的那部分含有完整的細胞核，小的那部分只是一小團細胞質。減數分裂的第二次分裂，則是一次不對稱的有絲分裂。在含有細胞核的那團細胞質中，成對的染色單體相互分開，而細胞質則進行不均等的分離——含細胞質多的那部分（內含16個染色體）進一步發育成精子，含細胞質少的那部分（也含16個染色體）則逐漸退化[6]。

六、正常生物體細胞中的性染色體都是成對的嗎

在中學，由于知識的局限性，學生一般會認為正常生物體細胞中的性染色體都是成對的，在配子中是單個存在的。如果生物的體細胞出現一條性染色體，學生往往會認為這是錯的。要搞清楚這個問題，需要了解性染色體的概念以及性別決定的另外兩種類型。

在生物許多成對的染色體中，直接與性別決定有關的一個或一對染色體，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X而沒有Y，不成對。再如性別決定為ZO型的鴨，雌性為ZO型，只有一個Z而沒有W，雄性為ZZ型。而這些生物也是正常的。

因此，從概念和實例看，正常生物體細胞中的性染色體并不一定是成對的，也有可能含有一條性染色體。

參考文獻：

[1]施憶.高中生物競賽培優教程[M].杭州：浙江大學出版社，2003-09.

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

[3]陳閱增.普通生物學[M].北京：高等教育出版社，1997.