火雞后代性別及比例的判定

高結(jié)友

(安徽省望江縣望江第二中學(xué) 246230)

高中生物學(xué)教材中介紹了兩種類型的性別決定機(jī)制，即XY型和ZW型。XY型性別決定的生物在生物界較為普遍，大多數(shù)昆蟲、兩棲類、哺乳類及有些被子植物屬于此類。若從細(xì)胞學(xué)上鑒別性染色體，雌性為同型性染色體XX；雄性為異型性染色體XY。ZW型性別決定方式正好與XY型相反，即雌性是異型性染色體ZW，鳥類、某些魚類、兩棲類及某些爬行類屬于該類型。由于鳥類中一些特殊的生理變化，導(dǎo)致后代的性狀分離比不再是1∶1，這也成了近幾年高考題材料背景，本文結(jié)合近幾年的高考題涉及火雞后代特殊性狀分離比做簡(jiǎn)單分析。

1 性反轉(zhuǎn)火雞后代的性別比

例1 (2008年海南卷)自然狀況下，火雞有時(shí)會(huì)發(fā)生性反轉(zhuǎn)，如雌性火雞逐漸變?yōu)樾坌曰痣u，已知火雞的性別由性染色體決定。如果性反轉(zhuǎn)雄性火雞與正常雌性火雞交配，并產(chǎn)生后代，后代中雌性火雞和雄性火雞的比例是

A．1∶0 B．1∶1 C．2∶1 D．3∶1

解析：正常情況下，火雞的后代性別比是1∶1，原因是雌性火雞ZW可產(chǎn)生分別含有Z和W性染色體的兩種配子；雄性為同型性染色體ZZ，只產(chǎn)生Z型配子。正常的精卵細(xì)胞結(jié)合使后代發(fā)育成的個(gè)體雌雄比約為l∶1(如圖1左所示)。

其實(shí)，火雞早期胚胎中具有雌雄兩種原始性腺，不過在個(gè)體發(fā)育過程中只有一種性腺得到發(fā)育，另一種性腺的發(fā)育則受到抑制；如果一只正在發(fā)育小母雞的卵巢由于患病或其他原因，不能再產(chǎn)生雌性激素來抑制其精巢的發(fā)育，精巢就會(huì)重新發(fā)育起來，并產(chǎn)生出雄性激素使原來的母雞呈現(xiàn)出公雞的特征，這一現(xiàn)象稱為“性反轉(zhuǎn)”。發(fā)生“性反轉(zhuǎn)”的母雞，不僅能打鳴，甚至還與正常母雞交配產(chǎn)生后代，其后代雌雄比例就不再是l∶1。實(shí)際上母雞的“性反轉(zhuǎn)”所改變的只是表現(xiàn)型，而不是基因型。因此性反轉(zhuǎn)后公雞的染色體未變，仍為母雞的ZW型，它與正常母雞雜交，其遺傳圖解如圖1右所示。

圖1 正常火雞和性反轉(zhuǎn)火雞產(chǎn)生后代的遺傳圖解

因?yàn)閃W型胚胎致死，后代中雌雄比例為2∶1，答案選C，這一比例與遺傳規(guī)律仍然是相符的。

2 火雞孤雌生殖后代性別比

例2 (2011年福建卷)火雞的性別決定方式是ZW型(♀ZW，♂ZZ) 。曾有人發(fā)現(xiàn)少數(shù)雌火雞(ZW)的卵細(xì)胞未與精子結(jié)合，也可以發(fā)育成二倍體后代。遺傳學(xué)家推測(cè)，該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可能是：卵細(xì)胞與其同時(shí)產(chǎn)生的三個(gè)極體之一結(jié)合，形成二倍體后代(WW的胚胎不能存活)。若該推測(cè)成立，理論上這種方式產(chǎn)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：這里介紹的是火雞的另一種特殊的生理變化“孤雌生殖”。孤雌生殖現(xiàn)象在無脊椎動(dòng)物中較常見，例如膜翅目昆蟲蜜蜂。但脊椎動(dòng)物的孤雌生殖不同于蜜蜂，它存在一個(gè)“假受精”過程，即經(jīng)同一卵原細(xì)胞減數(shù)分裂產(chǎn)生的卵細(xì)胞與產(chǎn)生的極體結(jié)合，形成的胚胎是二倍體才能存活。由題中提供的信息可知，雌火雞(ZW)的卵原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的卵細(xì)胞有，含Z的卵細(xì)胞和含W的卵細(xì)胞兩種。根據(jù)卵細(xì)胞形成的特點(diǎn)，若產(chǎn)生的卵細(xì)胞中含Z，則與其同時(shí)產(chǎn)生的三個(gè)極體含有的性染色體分別是Z、W、W(圖2左所示)，卵細(xì)胞與這三個(gè)極體結(jié)合形成ZZ、ZW、ZW的后代，且比例為1∶1∶1 。

若產(chǎn)生的卵細(xì)胞中含W性染色體，則與其同時(shí)產(chǎn)生的三個(gè)極體含有的性染色體分別是W、Z、Z(圖2右所示)卵細(xì)胞與其同時(shí)產(chǎn)生的這三個(gè)極體結(jié)合形成WW、ZW、ZW的后代，比例依然為1∶1∶1。又知WW的胚胎不能存活，結(jié)合表1中的棋盤法，可推測(cè)產(chǎn)生后代ZZ∶(2ZW+2ZW)=ZZ∶4ZW，故ZW(♀)∶ZZ(♂)=4∶1，后代雌雄比例為4∶1，答案選D。

圖2 雌火雞卵細(xì)胞的形成過程

卵細(xì)胞極體 1 Z1 Z1 ZZ2 W2 ZW

卵細(xì)胞極體 1 W1 W1 WW(致死)2 Z2 ZW

例3 (據(jù)2015年安徽卷改編)在火雞(ZW型性別決定)中，有人發(fā)現(xiàn)少數(shù)雌雞的卵細(xì)胞不與精子結(jié)合，而與某一極體結(jié)合形成二倍體，且卵細(xì)胞只與次級(jí)卵母細(xì)胞形成的極體結(jié)合，并能發(fā)育成正常個(gè)體(注：WW胚胎致死)。這種情況下，產(chǎn)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：雌性動(dòng)物卵母細(xì)胞的減數(shù)分裂是不連續(xù)的，原始生殖細(xì)胞在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，卵母細(xì)胞內(nèi)有一明顯的核稱為生發(fā)泡(GV)。啟動(dòng)卵母細(xì)胞減數(shù)分裂，生發(fā)泡破裂，向卵周隙排出第1極體，即進(jìn)入休止?fàn)顟B(tài)；隨后若有精子進(jìn)入卵子受精或進(jìn)行人工激活或外界環(huán)境的刺激，啟動(dòng)卵母細(xì)胞繼續(xù)第二次減數(shù)分裂，經(jīng)后期和末期，向卵周隙排出第二極體，完成減數(shù)第二次分裂。此時(shí)的卵細(xì)胞與該極體在膜聯(lián)系上最緊密，如果要發(fā)生孤雌生殖的話，卵細(xì)胞也只能與該極體發(fā)生融合。結(jié)合例2中的圖左和右，如果產(chǎn)生的卵細(xì)胞中含Z，則由該次級(jí)卵母細(xì)胞形成的極體也為Z，結(jié)合后的胚胎ZZ，為雌性；如果產(chǎn)生的卵細(xì)胞中含W，則由該次級(jí)卵母細(xì)胞形成的極體也為W，結(jié)合的胚胎為WW，WW胚胎致死，答案選C。