刍议高中生物教学中几种特殊的性别决定和分化

陈春建

[摘要]性别是一种性状，是生物发育的结果。性别的实现包括性别决定和性别分化，是遗传物质和环境共同作用的结果。掌握几种特殊的性别决定和性别分化类型，有助于生物教师更准确地把握相关问题。

[关键词]特殊性别决定  性别分化性逆转

[中图分类号]G633.91[文献标识码]A[文章编号]16746058（2015）140106

性别是一种性状，由遗传物质和环境共同决定。性别的实现包括性别决定和性别分化。以下举例说明几种特殊的性别决定和性别分化类型，以帮助教师在生物教学中更准确地把握相关问题。

一 、 性别决定

性别决定是指雌雄异体的生物决定性别的方式。正常情况下，受精卵中染色体组成是性别决定的物质基础;然而，自然界中也存在一些其他的性别决定方式。如温度决定型（如很多爬行类动物）;“机遇”决定型（如海生蠕虫叉螠）; 染色体数目决定型（如蜜蜂）;等等。

1. 温度决定性别

龟鳖和鳄鱼分别属于爬行纲的龟鳖目和鳄目。绝大多数爬行类动物以卵生方式繁殖，主要依靠阳光的温度或植物腐败发酵产生的热量进行孵化。其中一些龟鳖类和所有的鳄鱼的性别是由卵在孵化过程中所受外界温度决定的。如一些龟鳖的卵在低于28℃温度下孵化时，所有孵出来的小鳖都是雄性;而孵化温度高于32℃，孵化出的都是雌性;在介于28℃～32℃之间孵化时，则同时孵出雌性和雄性个体。[1]有实验证明，温度分别为30℃和低于30℃时，密西西比河鳄孵化出的全是雌鳄，而在34℃和高于34℃时，孵化出的全为雄鳄。当温度为32℃时，孵化的鳄有雌有雄，但雌比雄多，其比例为5∶1;当温度低于26℃或高于36℃时，卵全部死亡。其实，有些鳄鱼的性别有时可达10雌∶1雄。[1]温度决定性别对一个物种的生存既有利也有害。有利的是可使一个物种的性别不一定是1∶1，从而促进了有性生殖。有害的是当局部地区或全球性的温度升高时，这些由温度决定性别的生物有可能无两性分化而最终走向灭绝。

2. “机遇”决定性别

叉螠为螠虫门海生蠕虫，雌雄异体，雌虫体大，体形像一颗豆子，宽10cm，口吻很长，可达1m，远端分叉。雄虫很小，只有1～3mm长，生活在雌虫的体内，像一种寄生虫。这种蠕虫的性别决定完全是由机遇决定的。自由游泳的幼虫是中性的，没有性别分化。如果幼虫落在海底，那么此幼虫就会发育成雌虫。如果幼虫落在雌虫长长的口吻上，就会进入雌虫的口，幼时生活在咽部，后转寄生在肾管或体腔等处，最终发育成一个共生的雄虫。[1][2]实验表明，如果把落在雌虫口吻上的幼虫移走，让它在离开雌性的情况下继续发育，则发育为间性。此间性偏向雌或雄的程度取决于幼虫呆在雌虫口吻上时间的长短，所以科学家推测这可能与雌虫口吻组织中所含的某种化学物质有关。

3. 染色体数目决定性别

蜜蜂为膜翅目昆虫，婚配在飞行中进行，蜂皇和雄蜂交配后，雄蜂因交接器拔断而死亡，蜂皇却得到了足够一生（4～5年）需要的精子。蜂皇在接下来所产的每一窝卵中，有少数是不受精的，这些卵发育成为单倍体的雄蜂（染色体数n=16）;而受精后的卵可以发育成雌蜂（蜂皇），也可以发育为不育的雌蜂（职蜂），这主要取决于两者所食的蜂皇浆的天数。蜂皇浆是工蜂头部咽喉腺分泌的，雄蜂和工蜂的幼虫在第四天起改吃花粉和花蜜的混合物，[2]孵化后经21天才成为成虫。而蜂皇的幼虫可一直吃蜂王浆到化蛹，孵化后16天即可生育。[3]

蝗虫、蟋蟀等直翅目昆虫和蟑螂等少数昆虫的性别决定由受精卵中性染色体数目决定。如雌性蝗虫有24条染色体（22+XX），雄性蝗虫有23条染色体（22+X）。蝗虫在减数分裂时，雌虫只产生一种X卵子，雄虫可产生有X和无X染色体的2种精子。雌性为同配性别，体细胞中含有2条X染色体;雄性为异配性别，但仅含有1条X染色体。与此相似的还有，鳞翅目昆虫中的少数个体，此类昆虫的雄性有两条Z染色体，雌性只有一条Z染色体。

二、 性别分化

性别分化是指受精卵在性别决定的基础上进行雌雄性状分化的过程。在这个过程中，性别作为一种性状，主要受遗传物质的控制，但环境因素和激素等物质也在其中起着举足轻重的作用。

1.光周期影响植物的性别分化

大麻是麻科，属植物，雌雄异株，是一种典型的异花授粉植物，具有多方面的经济利用价值。大麻在夏季播种生长时，只有正常的雌性或雄性，从秋季到翌年的春季这段时间内，特别是12月里，把大麻播种在温室里，50%～90%的雌性植株会逐渐出现性转换，最后完全变成雄性植株。[3]其实，此类例子在植物中还有很多。如，菠菜是一种雌雄异株的长日照植物，但如果在给予长日照后紧接着进行短日照，那么在其雌株上可以形成雄花。玉米在短日照条件下可使雄花序上形成雌花，其雄花序的中央穗状花序发育成为一个小的但发育很好的雌穗（缺少包在穗外面的苞叶） 。[4]其实，对植物性别分化有影响的外界因素除光周期以外，还有营养条件、激素施用等，在此不作具体介绍。

2.激素影响动物的性别分化

牛一般是单胎生，但有时也可能怀双胎。牛如果一次怀双胎，且性别不同时，生下的雌牛，虽外生殖器基本与正常雌牛相同，但性腺很像睾丸，所以没有生育能力。引起此现象的原因可能是：①当牛的两个胎儿的性别不同时，往往雄性胚胎的睾丸先发育，并先分泌雄性激素。雄性激素通过绒毛膜血管，可以流向雌性胚胎，从而影响了雌性胚胎的性腺分化，使性别分化趋向间性，从而使雌性个体失去生育能力;②两个不同性别的胚胎细胞可通过吻合的绒毛膜血管流向对方，这样在孪生的雌性胚胎中就会有XY组成的雄性细胞。Y染色体在哺乳动物中具有强烈的雄性化作用，这样XY组成的雄性细胞在雌性胚胎中就可能会干扰其性别分化，从而造成雌性不育。[3]

三、性逆转

性逆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。其实，性逆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。在鱼类、鸟类、无脊椎等动物中都有性逆转现象出现。引起动物性逆转的因素很多也较为复杂，如动物的生理状态、外界环境以及激素处理等。黄鳝从幼体到成体全是雌性，可是产过一次卵后，卵巢就转化为精巢，变雌为雄，而永远不产卵。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。鸡的性逆转只是改变了表现型，未改变其基因型。[3]性逆转现象同样可以出现于无脊椎动物中。在某些无脊椎动物中，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逆转。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。

[参考文献]

[1]王亚馥，戴灼华.遗传学[M].北京：高等教育出版社，1999：329-330.

[2]刘凌云，郑光美.普通动物学[M].北京：高等教育出版社，1997：193-297.

[3]刘祖洞.遗传学[M].北京：高等教育出版社，1990：135-141.

[4]潘瑞炽 .植物生理学[M].北京：高等教育出版社，2004：256.

（责任编辑黄春香）