火鸡后代性别及比例的判定

高结友

(安徽省望江县望江第二中学 246230)

高中生物学教材中介绍了两种类型的性别决定机制，即XY型和ZW型。XY型性别决定的生物在生物界较为普遍，大多数昆虫、两栖类、哺乳类及有些被子植物属于此类。若从细胞学上鉴别性染色体，雌性为同型性染色体XX；雄性为异型性染色体XY。ZW型性别决定方式正好与XY型相反，即雌性是异型性染色体ZW，鸟类、某些鱼类、两栖类及某些爬行类属于该类型。由于鸟类中一些特殊的生理变化，导致后代的性状分离比不再是1∶1，这也成了近几年高考题材料背景，本文结合近几年的高考题涉及火鸡后代特殊性状分离比做简单分析。

1 性反转火鸡后代的性别比

例1 (2008年海南卷)自然状况下，火鸡有时会发生性反转，如雌性火鸡逐渐变为雄性火鸡，已知火鸡的性别由性染色体决定。如果性反转雄性火鸡与正常雌性火鸡交配，并产生后代，后代中雌性火鸡和雄性火鸡的比例是

A．1∶0 B．1∶1 C．2∶1 D．3∶1

解析：正常情况下，火鸡的后代性别比是1∶1，原因是雌性火鸡ZW可产生分别含有Z和W性染色体的两种配子；雄性为同型性染色体ZZ，只产生Z型配子。正常的精卵细胞结合使后代发育成的个体雌雄比约为l∶1(如图1左所示)。

其实，火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他原因，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”。发生“性反转”的母鸡，不仅能打鸣，甚至还与正常母鸡交配产生后代，其后代雌雄比例就不再是l∶1。实际上母鸡的“性反转”所改变的只是表现型，而不是基因型。因此性反转后公鸡的染色体未变，仍为母鸡的ZW型，它与正常母鸡杂交，其遗传图解如图1右所示。

图1 正常火鸡和性反转火鸡产生后代的遗传图解

因为WW型胚胎致死，后代中雌雄比例为2∶1，答案选C，这一比例与遗传规律仍然是相符的。

2 火鸡孤雌生殖后代性别比

例2 (2011年福建卷)火鸡的性别决定方式是ZW型(♀ZW，♂ZZ) 。曾有人发现少数雌火鸡(ZW)的卵细胞未与精子结合，也可以发育成二倍体后代。遗传学家推测，该现象产生的原因可能是：卵细胞与其同时产生的三个极体之一结合，形成二倍体后代(WW的胚胎不能存活)。若该推测成立，理论上这种方式产生后代的雌雄比例是( )

A.雌∶雄=1∶1 B.雌∶雄=1∶2

C.雌∶雄=3∶1 D.雌∶雄=4∶1

解析：这里介绍的是火鸡的另一种特殊的生理变化“孤雌生殖”。孤雌生殖现象在无脊椎动物中较常见，例如膜翅目昆虫蜜蜂。但脊椎动物的孤雌生殖不同于蜜蜂，它存在一个“假受精”过程，即经同一卵原细胞减数分裂产生的卵细胞与产生的极体结合，形成的胚胎是二倍体才能存活。由题中提供的信息可知，雌火鸡(ZW)的卵原细胞经过减数分裂产生的卵细胞有，含Z的卵细胞和含W的卵细胞两种。根据卵细胞形成的特点，若产生的卵细胞中含Z，则与其同时产生的三个极体含有的性染色体分别是Z、W、W(图2左所示)，卵细胞与这三个极体结合形成ZZ、ZW、ZW的后代，且比例为1∶1∶1 。

若产生的卵细胞中含W性染色体，则与其同时产生的三个极体含有的性染色体分别是W、Z、Z(图2右所示)卵细胞与其同时产生的这三个极体结合形成WW、ZW、ZW的后代，比例依然为1∶1∶1。又知WW的胚胎不能存活，结合表1中的棋盘法，可推测产生后代ZZ∶(2ZW+2ZW)=ZZ∶4ZW，故ZW(♀)∶ZZ(♂)=4∶1，后代雌雄比例为4∶1，答案选D。

图2 雌火鸡卵细胞的形成过程

卵细胞极体 1 Z1 Z1 ZZ2 W2 ZW

卵细胞极体 1 W1 W1 WW(致死)2 Z2 ZW

例3 (据2015年安徽卷改编)在火鸡(ZW型性别决定)中，有人发现少数雌鸡的卵细胞不与精子结合，而与某一极体结合形成二倍体，且卵细胞只与次级卵母细胞形成的极体结合，并能发育成正常个体(注：WW胚胎致死)。这种情况下，产生后代的雌雄比例是( )

A.雌∶雄=1∶1 B.雌∶雄=1∶2

C.雌∶雄=1∶0 D.雌∶雄=4∶1

解析：雌性动物卵母细胞的减数分裂是不连续的，原始生殖细胞在进行减数分裂时，卵母细胞内有一明显的核称为生发泡(GV)。启动卵母细胞减数分裂，生发泡破裂，向卵周隙排出第1极体，即进入休止状态；随后若有精子进入卵子受精或进行人工激活或外界环境的刺激，启动卵母细胞继续第二次减数分裂，经后期和末期，向卵周隙排出第二极体，完成减数第二次分裂。此时的卵细胞与该极体在膜联系上最紧密，如果要发生孤雌生殖的话，卵细胞也只能与该极体发生融合。结合例2中的图左和右，如果产生的卵细胞中含Z，则由该次级卵母细胞形成的极体也为Z，结合后的胚胎ZZ，为雌性；如果产生的卵细胞中含W，则由该次级卵母细胞形成的极体也为W，结合的胚胎为WW，WW胚胎致死，答案选C。