備課素材：神奇的性別決定 高中生物人教版必修2

神奇的性別決定性別是生物重要的一種性狀，不同生物性別的形成機(jī)制不同，主要有以下幾種方式。很多生物體細(xì)胞中的染色體可以分為兩類，一類是同源染色體在大小和形態(tài)上是相同的，與生物的性別決定無關(guān)，稱為常染色體；另一類是一對(duì)同源染色體的大小和形態(tài)往往不同，這對(duì)染色體跟性別決定直接有關(guān)，稱為性染色體。1、XY型性別決定這種性別決定方式的雄性個(gè)體有2個(gè)異型性染色體（即X染色體和Y染色體），雌性個(gè)體有2個(gè)相同的性染色體的類型（即X染色體），稱為XY型。

XY染色體XY型性別決定，在動(dòng)物中占絕大多數(shù)。如全部哺乳動(dòng)物、大部分爬行類、兩棲類。雌雄異株的植物都屬于XY型性別決定，如女婁菜、菠菜、大麻等。

▲雌獅和雄獅在哺乳動(dòng)物的性別決定中，X染色體和Y染色體所起作用是不等的。Y染色體的短臂上有一個(gè)"睪丸決定"基因，有決定"男性"的強(qiáng)烈作用；而X染色體幾乎不起作用。合子中只要有Y就發(fā)育成雄性;僅有X染色體(XO)則發(fā)育成雌性。

▲女婁菜雌雄異株的女婁菜體內(nèi)，Y染色體攜帶決定雄性的基因，具有決定雄株的作用。決定雌株的基因大部分在X上，也有一些在常染色體上。

▲果蠅但對(duì)于果蠅來說，X染色體上有許多雌性基因，雄性基因不位于Y染色體上而位于常染色體上，所以果蠅的性別取決于X染色體數(shù)與常染色體組（A）的比值（此比值稱為性指數(shù)）。當(dāng)X/A=1時(shí)為正常雌性或單倍體雌性，當(dāng)X/A＞1時(shí)為超雌性；X/A=0.5時(shí)為正常雄性或單倍體雄性，X/A＜0.5時(shí)超雄性；0.5＜X/A＜1時(shí)，表現(xiàn)為中間性。例如染色體異常形成的性染色體組成為XO的果蠅將發(fā)育為雄性，而性染色體為XXY的果蠅則發(fā)育為雌性。ZW型性別決定這種性別決定方式的雌性個(gè)體具有2個(gè)異型性染色體（即Z染色體和W染色體），雄性個(gè)體具有2個(gè)相同的性染色體（即Z染色體）。▲公雞鳥類、鱗翅目昆蟲、某些兩棲類及爬行類動(dòng)物的性別決定屬這一類型。例如家雞、家蠶等。XO型性別決定蝗蟲、蟋蟀等直翅目昆蟲和蟑螂等少數(shù)動(dòng)物的性別決定屬于XO型。雌性為同配性別，體細(xì)胞中含有2條X染色體;雄性為異配性別，但僅含有1條X染色體。

▲蝗蟲如雌性蝗蟲有24條染色體(22+XX);雄性蝗蟲有23條染色體(22+X)。減數(shù)分裂時(shí)，雌蟲只產(chǎn)生一種X卵子;雄蟲可產(chǎn)生有X和無X染色體的2種精子，其性別比例為1∶1。ZO型性別決定鱗翅目昆蟲中的少數(shù)個(gè)體，雄性為ZZ，雌性為ZO的類型，稱為ZO型性別決定。此類型中，雌性產(chǎn)生2型配子，雄性產(chǎn)生單一類型配子，性別比例為1∶1。2、染色體的單雙倍數(shù)決定性別

蜂的性別由細(xì)胞中的染色體倍數(shù)決定。雄蜂由未受精的卵發(fā)育而成，為單倍體。雌蜂由受精卵發(fā)育而來，是二倍體。營(yíng)養(yǎng)差異決定了雌蜂是發(fā)育成可育的蜂王還是不育的工蜂。若整個(gè)幼蟲期以蜂王漿為食，幼蟲發(fā)育成體大的蜂王。若幼蟲期僅食2~3天蜂王漿，則發(fā)育成體小的工蜂。

蜜蜂家族中的蜂王按通常的減數(shù)分裂產(chǎn)生卵細(xì)胞；成熟的雄蜂是通過“假減數(shù)分裂”產(chǎn)生精子的。

▲蜂王具體過程如下，雄蜂的精原細(xì)胞染色體復(fù)制，本身略微增大，成為初級(jí)精母細(xì)胞。這樣的初級(jí)精母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂的第一次分裂，染色體數(shù)目并未減半，只是細(xì)胞質(zhì)分成大小不等的兩部分：大的那部分含有完整的細(xì)胞核，即形成次級(jí)精母細(xì)胞；小的那部分只不過是一小團(tuán)細(xì)胞質(zhì)而已。次級(jí)精母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂的第二次分裂，姐妹染色單體相互分開，細(xì)胞質(zhì)則進(jìn)行不均等的分離:含細(xì)胞質(zhì)多的那部分(內(nèi)含16個(gè)染色體)即精子細(xì)胞，將進(jìn)一步變形發(fā)育成精子;含細(xì)胞質(zhì)少的那部分(也含16個(gè)染色體則逐漸退化。

▲雄蜂總之，雄蜂的一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞，通過這種減數(shù)分裂，只產(chǎn)生出個(gè)精子。這種特殊的減數(shù)分裂被稱為“假減數(shù)分裂”。3、環(huán)境條件決定性別有些動(dòng)物的性別，靠其生活史發(fā)育的早期階段的溫度、光照或營(yíng)養(yǎng)狀況等環(huán)境條件來決定的。

▲環(huán)境條件決定性別海生蠕蟲后螠，是一種環(huán)節(jié)動(dòng)物，成熟雌蟲將卵產(chǎn)在海水中，剛發(fā)育的幼蟲沒有性分化，之后自由生活的幼蟲將落入海底，發(fā)育成雌蟲，但是如果有機(jī)會(huì)落到雌蟲的口吻上，很快下滑經(jīng)內(nèi)壁進(jìn)入子宮發(fā)育成雄蟲。

如果把已經(jīng)落在雌蟲口吻上的幼蟲移去，讓其繼續(xù)自由生活，就發(fā)育成中間性，畸形程度視呆在雌蟲口吻上時(shí)間的長(zhǎng)短；許多線蟲是靠營(yíng)養(yǎng)條件的好壞來決定性別的，它們一般在性別未分化的幼齡期侵入寄主體內(nèi)，低感染率時(shí)營(yíng)養(yǎng)條件好，發(fā)育成的成體基本上都是雌性，而高感染率時(shí)，營(yíng)養(yǎng)條件差，發(fā)育成的成體通常都是雄的。

大多數(shù)龜類和兩棲類無性染色體，其性別取決于孵化時(shí)的溫度。如烏龜卵在20~27℃條件下孵出的個(gè)體為雄性，在30~35℃時(shí)孵出的個(gè)體為雌性。鱷類在30℃以下孵化則幾乎全為雌性，高于32℃時(shí)雄性則占多數(shù)；我國(guó)特產(chǎn)的活化石揚(yáng)子鱷，巢穴建于潮濕陰暗的弱光處可孵化出較多雌鱷，巢穴建于陽光曝曬處，則可產(chǎn)生較多的雄性。

▲揚(yáng)子鱷由于恐龍是鱷魚的遠(yuǎn)親，美國(guó)科學(xué)家通過對(duì)鱷魚“新生兒性別的研究還大膽推測(cè)，恐龍滅絕是因?yàn)椤澳信壤д{(diào)”。

▲恐龍時(shí)代在侏羅紀(jì)末明，隨看冰川時(shí)代的來臨，全球氣溫驟降，恐龍產(chǎn)的蛋要么是死蛋要么孵化出來的是雄性恐龍。

因此，最先消失的是雄性恐龍，那些活著的雌性恐龍全都成了不折不扣的“寡婦＂，無法繁行后代。就這樣，整個(gè)恐龍家族隨氣溫的下降而滅絕了。4、基因決定性別某些植物既可以是雌雄同株，也可以是雌雄異株，這類植物的性別往往是靠某些基因決定的。

▲噴瓜如葫蘆科的噴瓜，決定性別的是三個(gè)復(fù)等位基因，即aB、a+、ab;其顯隱關(guān)系為aB>a+>ab。aB基因決定發(fā)育為雄株;a+基因決定雌雄同株;ab則決定發(fā)育為雌株。

▲玉米性別的類型有5種基因型所決定:aBa+和aBab為雄株;a+a+和a+ab為雌雄同株;abab為雌株;純合的aBaB不存在，因?yàn)榇菩詡€(gè)體不可能提供aB配子。玉米植株的性別決定受兩對(duì)基因(B-b，T-t)支配，這兩對(duì)基因位于非同源染色體上。玉米植株的性別和基因型的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表。性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象在一定條件下，動(dòng)物的雌雄個(gè)體相互轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象稱為性反轉(zhuǎn)。魚類的性反轉(zhuǎn)是比較常見的，如黃鱔的性腺，從胚胎到性成熟是卵巢，只能產(chǎn)生卵子。產(chǎn)卵后的卵巢慢慢轉(zhuǎn)化為精巢，只產(chǎn)生精子。所以，每條黃鱔一生中都要經(jīng)過雌雄兩個(gè)階段。成熟的雌劍尾魚會(huì)出其不意地變成雄魚，老的雌鰻魚有時(shí)轉(zhuǎn)變成雄魚。

▲黃鱔雞也有"牝雞司晨"現(xiàn)象，且可用激素使性未分化的雞胚轉(zhuǎn)變性別。一只母雞原本能產(chǎn)蛋，后來突然停止產(chǎn)蛋，出現(xiàn)打鳴、羽毛艷麗等雄雞的表征，甚至能和正常母雞交配使后者產(chǎn)蛋并孵出小雞。

劉祖洞先生的研究表明，雞的性染色體沒有改變而只是性器官發(fā)生了改變。據(jù)分析，“牝雞司晨”的原因是母雞的卵巢因病退化，本來已經(jīng)退化為痕跡狀態(tài)的精巢又發(fā)育起來，產(chǎn)生了精子。

實(shí)際上許多動(dòng)物在胚胎時(shí)期都形成雌雄兩種生殖腺，如果性染色體決定將來發(fā)育成雌性，它的雌性生殖腺就繼續(xù)發(fā)育起來，并且產(chǎn)生雌性激素，促進(jìn)雌性性征的發(fā)育，同時(shí)抑制雄性生殖腺的發(fā)育；如果性染色體決定將來發(fā)育成雄性，則結(jié)果相反。這就是說，在大部分脊椎動(dòng)物里，雖然性別最初是由性染色體決定的，但是在性別發(fā)育的過程中還受到性激素的控制。例、玉米的基因型與性別對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表，已知B,b和T,t分別位于兩對(duì)同源染色體上。若BbTt的玉米植株做親本，自交得F1代，讓F1中的雌雄同株異花植株相互交配，則F2代中雌雄株的比例是A.9:7B.3：1C.9：8D.13：3答案：C解析：本題考查了基因自由組合定律及其應(yīng)用，意在考查考生能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，能用數(shù)學(xué)方式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)方面的內(nèi)容、以及數(shù)據(jù)處理能力。BbTt的玉米植株自交，所得子一代的基因型組成為：9B_T_、3bbT_、3B_tt、1bbtt。結(jié)合圖表可知，F(xiàn)1中的雌雄同株異花植株的各種基因型組成為：4BbTt、2BbTT、2BBTt、1BBTT，這些植株產(chǎn)生B、b配子的概率分別是2/3和1/