基于高中生物教材中的性別決定與性別分化深度教學(xué)探討 論文

基于生物教材中的性別決定與性別分化深

度教學(xué)探討摘要：性別決定在遺傳學(xué)上指有性生殖中決定雌、雄性別的機(jī)制。性別分化

指受精卵在性別決定的基礎(chǔ)上進(jìn)行雌雄性狀分化和發(fā)育的過程。生物的性別決定和性別分化既緊密聯(lián)系、又有本質(zhì)區(qū)別。本文依據(jù)高中生物教材重點(diǎn)探討了性別

決定的類型和影響性別分化的因素，目的旨在闡明兩者內(nèi)涵與關(guān)系，更好地為廣大師生服務(wù)。

關(guān)鍵詞：高中生物，性別決定，性別分化引言：性別是生物界普遍存在的一種性狀，大多數(shù)生物特別是高等動物雌雄

個(gè)體的差異非常明顯，而高等植物雌株和雄株的差異多表現(xiàn)在花器上，自然選擇[1][2]

使植物大多是雌雄同株甚至同花。生物性別的形成包含兩個(gè)方面

：一是性別決定，指細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)對性別的作用；二是性別分化，指受精卵在性別決定

的基礎(chǔ)上，經(jīng)過一定條件的作用，發(fā)育成一定性別的過程。因此，性別是一類相[3]

對復(fù)雜的現(xiàn)象。一、生物的性別決定

性別決定的內(nèi)涵是細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)對性別的作用，對于兩性生殖的生物來說，受精卵的染色體組成是性別決定的物質(zhì)基礎(chǔ)。生物的種類不同，性別決定的

方式也不同。1．性染色體決定型

1）XY型性別決定（人教版高中生物必修二《遺傳與進(jìn)化》第二章第三節(jié)《伴性遺傳》P35頁，

人正常色覺和紅綠色盲的基因型表示，女性細(xì)胞中含兩條同型的性染色體XX，男性含兩條異型的性染色體XY。在一些性染色體異常的人類個(gè)體中（如XXY、XYY、

XO、XXX），只要有Y染色體就表現(xiàn)為男性，只要沒有

Y染色體就表現(xiàn)為女性，其性別決定主要取決于Y染色體上存在決定雄性特征的SRY基因（雄性性別決定基

[4]

因）和

TDF基因（睪丸決定因子）

。因此，Y染色體是男女（雌雄）性別分化的關(guān)鍵因素。在生物界中，人和全部的哺乳動物，多數(shù)昆蟲及魚類和雌雄異株的

植物都屬于

XY型。

即

XX表示女性（雌性），XY表示男性（雄性）。XO型是XY型性別決定的一種特殊類型。人教版高中生物《遺傳與進(jìn)化》P21

頁，觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂裝片，發(fā)現(xiàn)雄性體細(xì)胞中有23條染色體，其中22條是常染色體，一條是性染色體X，沒有Y染色體，雄蟲在減數(shù)分裂中可形成含X

染色體和不含

X染色體（記做

O）

的兩種精子；雌性體細(xì)胞含有

2條

X染色體，只能產(chǎn)生一種含X的卵細(xì)胞，受精后含XX染色體的受精卵發(fā)育成雌性，而含

XO

[5]

染色體的受精卵則發(fā)育成雄性。

在生物界如蚱蜢、蟋蟀及各種蜂類等都屬于XO型性別決定的生物。

（2）ZW型性別決定

人教版高中生物必修二《遺傳與進(jìn)化》第二章第三節(jié)《伴性遺傳》P37頁，雞的性別決定和人類剛好相反。雌性個(gè)體的兩條性染色體是異型的（ZW型），雄

性個(gè)體的兩條性染色體是同型的（ZZ型）。[6]

關(guān)于雞（鳥類等）性別決定方式目前還沒有確定的機(jī)制。楊秀榮等人研究認(rèn)為，根據(jù)W染色體的顯性假說，鳥類W染色體上存在卵巢或雌性發(fā)育的顯性因

子，類似于人Y染色體上攜帶的雄性基因SRY。Z染色體較大，攜帶有睪丸決定關(guān)鍵候選基因

DMRT1。Z染色體的劑量假說認(rèn)為，DMRT1在同型（ZZ）的高劑量

或高表達(dá)下開啟性腺的睪丸發(fā)育，而在雌性（ZW）的低劑量或低表達(dá)下開啟性腺的卵巢發(fā)育。因此，兩條性染色體上的基因控制著胚胎期性腺的分化，ZZ側(cè)重

于睪丸發(fā)育，形成雄性，而ZW側(cè)重卵巢發(fā)育，形成雌性。生物界中如禽類、某些魚類和鱗翅目昆蟲等屬于ZW型。

2．常染色體決定型

一些生物的性別差異不是由性染色體決定，而是由常染色體上顯性基因?qū)?shù)決定的。人教版高中生物必修二《遺傳與進(jìn)化》第一章《孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)》

相關(guān)練習(xí)涉及到玉米的性別。玉米的性別是由常染色體上的兩個(gè)基因共同決定的。在正常的雌雄同株玉米中，雌花序由一顯性基因（A）控制，雄花序?yàn)榱硪?/p>

個(gè)顯性基因（B）控制。因此，正常玉米的基因型為

A

B

，而雄株玉米的基因型為

aaB

，雌株玉米的基因型為

A

bb

。可見，某些生物的性別與性染

色體無關(guān)。在生物界如葫蘆科的噴瓜也屬于常染色體性別決定型。3．性指數(shù)決定型

人教版高中生物必修二《遺傳與進(jìn)化》第二章第二節(jié)《基因在染色體上》P29頁，果蠅的體細(xì)胞中有1對性染色體，3對常染色體。在雌果蠅中性染色體是同

型的，用

XX表示；在雄果蠅中性染色體是異型的，用XY表示。果蠅雖然也有X和Y染色體，但其性別決定機(jī)制不屬于XY型，而是由性指數(shù)決定性別，即性染

色體（X）數(shù)和常染色體組（A）數(shù)的比決定性別（見表1）。表1：果蠅中性染色體和性別的關(guān)系

性染色體性指數(shù)

XYXX

XXXXXY

XYYXO

1X:2A=0.52X:2A=13X:2A=1.52X:2A=1

1X:2A=0.51X:2A=0.5果蠅性別雄性

雌性超雌雌性雄性

雄性

由此可見，果蠅的性別決定比較復(fù)雜。需要說明的是，果蠅的Y染色體上含有雄性可育基因，與精子形成有關(guān)。XO型的果蠅可以發(fā)育為雄性個(gè)體，但產(chǎn)

生的精子無活力。因此果蠅的Y染色體不參與性別決定，而是控制雄性個(gè)體的育性。因此，果蠅的性別決定除了與性染色體有關(guān)外，還與常染色體有關(guān)。

4．染色體倍型決定型

生物界中有一些生物的性別是由其體細(xì)胞中染色體的倍型來決定的。人教版高中生物必修二《遺傳與進(jìn)化》第五章第二節(jié)《染色體變異》P87頁。蜜蜂的雌

蜂體細(xì)胞中有32條染色體即2N=32，是典型的二倍體，而雄蜂體細(xì)胞中只有16條染色體即N=16，是典型的單倍體，可見染色體倍型決定生物的性別。如下圖1

所示。圖

1

蜜蜂的染色體倍型決定生物性別

生物界中如螞蟻，黃蜂等昆蟲的性別決定也屬于染色體倍型決定型。二、性別分化

性別分化指受精卵在性別決定的基礎(chǔ)上進(jìn)行雌雄性狀分化和發(fā)育的過程。染色體的組成決定了一些生物性別的發(fā)育，在受精后按既定性別分化。然而生物體

在內(nèi)、外環(huán)境如激素、營養(yǎng)、光照等影響下可促進(jìn)或者抑制甚至轉(zhuǎn)化染色體對性別的分化，但要說明的是這種影響不能改變?nèi)旧w組成。人教版高中生物教材中

主要涉及了兩種相關(guān)的特殊性別分化。1.性反轉(zhuǎn)影響性別分化

人教版高中生物必修二《遺傳與進(jìn)化》第二章第三節(jié)《伴性遺傳》P40頁?！瓣騕1]

雞司晨”是我國古代人民發(fā)現(xiàn)的性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，就是雌雞變成雄雞后清晨鳴叫的一種行為。在雞的性別分化前期，由于其基因型是ZW型，所以其正常發(fā)育為雌

雞。但可能由于某種原因，當(dāng)雌雞停止產(chǎn)蛋后，雌雞卵巢不再分泌雌性激素，抑制了卵巢發(fā)育，結(jié)果使退化了的精巢發(fā)育起來，并分泌出雄性激素而進(jìn)一步促進(jìn)

雄性器官的發(fā)育。雖然其染色體組成依然是ZW型，但在激素的調(diào)控下發(fā)生了性反轉(zhuǎn)，使雌雞轉(zhuǎn)變成了雄雞。

2.溫度影響性別分化

人教版高中生物必修二《遺傳與進(jìn)化》第一章《孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)》P12頁，1909年，丹麥生物學(xué)家約翰遜將“遺傳因子”改為“基因”，并提出表現(xiàn)性和基

因型概念。后來人們發(fā)現(xiàn)很多生物的表現(xiàn)型是其基因型和環(huán)境共同作用的結(jié)果。如某些蛙類XX染色體組成為雌性，XY染色體組成為雄性，但若蝌蚪在20℃以

下的環(huán)境中發(fā)育，一半為雄性，一半為雌性，而在30℃時(shí)發(fā)育，則全部為雄性。還有一類蜥蜴，不管染色體是哪種類型，在24℃環(huán)境下全部發(fā)育為雌性，在32℃

[1]下全部發(fā)育為雄性?？梢?，溫度影響了性別分化。

總之，生物的性別決定是生物內(nèi)在因素，在生物界具有普遍現(xiàn)象。性別分化受各種內(nèi)外因素影響。生物的性別決定和性別分化既緊密聯(lián)系、又有本質(zhì)區(qū)別。

本文立足于課本，從教材中挖掘生物知識，探討兩者內(nèi)涵，期望能為廣大師生提供幫助。

參考文獻(xiàn)1.蘇宏鑫：高中生物奧賽講義（第五版）[M].杭州：浙江大學(xué)出版

社,2017.3234.

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中學(xué)生物學(xué),2002

.陳閱增：普通生物學(xué)（第4版）[M].北京：高等教育出版社,2014.8.張小愛，張海軍，