与性别决定相关的几个疑难问题解析

宋晓宁

【摘 要】本文就高中生物教学中与性别决定相关的几个疑难问题进行了解析和拓展。

【关键词】性别决定类型;ZO与ZW;Y与性别;假减数分裂;性反转

性别决定是与伴性遗传等遗传学问题相关的重要知识，遗传学试题中也常常涉及到性别决定的问题。但现行高中生物课本（人教版）对这部分知识的介绍是片段式的，学生在学习中常常会产生许多疑问。以下是对一些常见疑难问题的解析和拓展。

一、生物的性别都是由性染色体决定的吗

高中生物课本P29页简单介绍了性别是由性染色体决定的。一些学生就产生了误解，以为生物的性别都是由性染色体决定的。其实课本通过P31页的课后拓展题对此是进行了补充介绍的。课后拓展题中提到，在自然界中，有些动植物的某些个体是由未受精的生殖细胞（如卵细胞）单独发育来的，如蜜蜂中的雄峰，而正常受精卵發育而来的二倍体为雌性。也就是说蜜蜂的性别决定类型属于染色体组数控制型。因此，生物的性别不都是性染色体决定的。

那么，生物的性别决定到底有哪些类型呢？

（1）性染色体控制型。由性染色体决定生物的性别。如XY型和ZW型等。

（2）染色体组数控制型。正常受精卵发育而来的二倍体为雌性，孤雌生殖发

育而来的单倍体为雄性。如蜜蜂等。

（3）基因控制型。玉米的性别是受基因控制的。玉米是雌雄同株异花植物，隐性基因ba可使植株没有雌穗只有雄花序，另一个隐性基因ts可使雄花序成为雌花序并能结实。Ba  Ts  正常雌雄同株，Ba  tsts顶端和叶腋都生长雌花序，babaTs  仅有雄花序，babatsts仅顶端有雌花序[1]。

（4）性别决定还受环境的影响。性别除了决定于染色体的组成或基因的作用以外，也受环境条件的影响。蜜蜂中的工蜂与蜂王都是受精卵发育来的，但蜂王能产卵而工蜂不能，原因是营养条件起了很重要的作用。一些龟鳖类的卵孵化时，温度25℃孵化多为雄性，30℃孵化多为雌性。

二、性染色体控制性别的类型到底有几种

关于性染色体决定性别的类型，课本正文部分（P29页和P37页）介绍了两种，即XY型和ZW型。有同学通过生物竞赛培训知道了XO型和ZO型，所以就提出了疑问——由性染色体控制性别的类型到底是两种还是四种？

从进化的角度看，XY型的生物在进化过程中，Y染色体逐渐消失，形成了XO型[2]。XO型就是XY型的特殊情况。同理，ZO型是ZW型的特殊情况。从这个角度看应该是两种，也就是XY型和ZW型。

从生物的性染色体组成来看，应该分为以下四种：

XY型：雌性的性染色体为XX，雄性的性染色体为XY。如人等。

XO型：雌性的性染色体为XX，雄性只有一个X而没有Y，不成对。如蝗虫。

ZW型：雌性的性染色体为ZW，雄性的性染色体为ZZ。如鳞翅目的昆虫。

ZO型：雌性只有一个Z而没有W，雄性的性染色体为ZZ。如鸭等家禽。

三、“牝鸡司晨”是怎么回事？鸡到底是ZW型还是ZO型

课本P40页的思维拓展题中提到“牝鸡司晨”的性反转现象，原来下过蛋的母鸡，以后却变成了公鸡，长出公鸡的羽毛，发出公鸡的啼声。这是怎么回事？

经研究发现，原本生蛋的母鸡因患病或创伤而使卵巢退化或消失，促使精巢发育并分泌出雄性激素，从而表现出母鸡叫鸣的现象。在这里，激素起了决定性的作用。如果检查这只性别已经发生转变的母鸡的性染色体，它仍然是ZO型[3]。

一些学生参加了生物竞赛培训，就会问，培训教程上说鸡是ZO型，而高中生物课本P37页和P40页两次明确地说鸡是ZW型性别决定，那么鸡的性别决定类型到底是ZO型还是ZW型？

多方查找资料，均认为鸡属于ZO型。至于为什么高中生物课本写成ZW型，我认为可能有两种原因。第一种原因，鸡的性染色体最初可能是ZW型，只是在进化过程中，W染色体逐渐消失而成为ZO型，编者可能把ZO型当成ZW型的一种特殊类型。第二种原因，就是高中生物上讲鸟类属于ZW型，而鸡又属于鸟类，编者简单化处理，将鸡的性别决定类型写成ZW型。准确地讲，鸡应该属于ZO型。

四、XY型性别决定的生物，有Y染色体就是雄性吗，没有Y染色体就是雌性吗

在中学，由于学生重点学习的是以人为代表的XY型性别决定，在学习中就会产生错觉，误以为所有的XY型性别决定的生物都是一样的。其实，不是这样的。课本通过P38页的课后拓展题对此进行了补充介绍，XXY发育成雌果蝇，XO发育成雄果蝇。在XY型的性别决定中，X和Y在不同的生物中所起的作用是不同的。有以下几种：

（1）对于人来说，Y染色体的短臂上有睾丸决定因子（TDF基因）和SKY基因，有决定“男性”的强烈作用。人的男性决定于Y染色体，有Y染色体就成为男性[4]。正常情况下XX表现为雌性，而XY表现为雄性。染色体异常形成的性染色体组成为XO的个体发育为雌性，而性染色体为XXY的个体发育为雄性。

（2）对于果蝇来说，Y染色体上没有决定性别的基因，在性别决定中失去了作用。果蝇的雄性决定于少一个X染色体，2个X染色体就是雌性，有Y或无Y染色体都没有关系[5]。所以，正常情况下XX表现为雌性，而XY表现为雄性。染色体异常形成的性染色体组成为XO的果蝇发育为雄性，而性染色体为XXY的果蝇则发育为雌性。

由此可见，果蝇的性别决定与人的性别决定有明显不同。人类只要有Y不管X数目多少均为♂，没有Y的则发育成女性。而果蝇的性别由X染色体数目决定，与Y无关。果蝇中，性染色体异常的XXY为雌性，而X比较少的X0则发育成雄性。

五、单倍体的雄峰没有同源染色体，如何进行减数分裂产生精子

通过课本P31页的课后拓展题，学生知道了蜜蜂的雌蜂是受精卵发育来的二倍体（2n=32），雄峰是卵细胞发育来的单倍体（n=16），马上就会追问，没有同源染色体的雄峰如何进行减数分裂产生精子？

雄蜂的一个精母细胞，通过一种特殊的减数分裂，只产生出一个精子，精母细胞和精子都是单倍体细胞。这种特殊的减数分裂叫做“假减数分裂”。

具体来说就是，雄蜂在产生精子过程中，它的精母细胞进行的是一种特殊的减数分裂。在减数分裂的第一次分裂中，染色体数目并没有变化，只是细胞质分成大小不等的两部分：大的那部分含有完整的细胞核，小的那部分只是一小团细胞质。减数分裂的第二次分裂，则是一次不对称的有丝分裂。在含有细胞核的那团细胞质中，成对的染色单体相互分开，而细胞质则进行不均等的分离——含细胞质多的那部分（内含16个染色体）进一步发育成精子，含细胞质少的那部分（也含16个染色体）则逐渐退化[6]。

六、正常生物体细胞中的性染色体都是成对的吗

在中学，由于知识的局限性，学生一般会认为正常生物体细胞中的性染色体都是成对的，在配子中是单个存在的。如果生物的体细胞出现一条性染色体，学生往往会认为这是错的。要搞清楚这个问题，需要了解性染色体的概念以及性别决定的另外两种类型。

在生物许多成对的染色体中，直接与性别决定有关的一个或一对染色体，称为性染色体。如性别决定为XO型的蝗虫，雌性为XX型，雄性只有一个X而没有Y，不成对。再如性别决定为ZO型的鸭，雌性为ZO型，只有一个Z而没有W，雄性为ZZ型。而这些生物也是正常的。

因此，从概念和实例看，正常生物体细胞中的性染色体并不一定是成对的，也有可能含有一条性染色体。

参考文献：

[1]施忆.高中生物竞赛培优教程[M].杭州：浙江大学出版社，2003-09.

[2]朱正威，赵占良.生物必修二遗传与进化教师教学用书[M].北京：人民教育出版社，2007-01.

[3]陈阅增.普通生物学[M].北京：高等教育出版社，1997.