Question

【題目】兩棲類中某些蛙的性別決定類型與人類相似。現(xiàn)把某種蛙的蝌蚪置于在20℃左右的條件下生長發(fā)育，其雌雄比例約為1:1。但如果把此蛙的蝌蚪放在30℃左右的條件下生長發(fā)育，不管它們原來具有何種性染色體，則全部發(fā)育成雄性。那么，較高的溫度是改變了發(fā)育著的雌性蝌蚪的性染色體而使之改變性狀，還是只改變了性別的表現(xiàn)型呢？請完成相關(guān)實驗設(shè)計。

材料、用具：

一對雙親產(chǎn)生的適量的蛙受精卵、相同的飼料、顯微鏡、各種試劑等。

實驗步驟：

（1）取一對雙親產(chǎn)生的足量的受精卵，隨機(jī)分成兩組，分別接受如下處理：

實驗組甲在30℃下將其培養(yǎng)成蛙。對照組乙在20℃下將其培養(yǎng)成蛙。

（2）在每個組中隨機(jī)選取若干只成蛙編號（如1-20，要求樣本足夠大），分別從其體內(nèi)選取具有分裂能力的細(xì)胞進(jìn)行處理，制成裝片。

（3）在顯微鏡下觀察________________________________并進(jìn)行統(tǒng)計。

（4）預(yù)期的結(jié)果與

A．__________________________。

B．__________________________。

（5）假如研究結(jié)果支持溫度只改變了蛙的表現(xiàn)型這一結(jié)論，則30℃條件下發(fā)育成的雄蛙在其減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中，細(xì)胞中含有X染色體最多為________條；若其中含XX的雄蛙與正常條件下發(fā)育成的雌蛙交配，在20℃環(huán)境下發(fā)育的后代性別為_________。

（6）基于上述結(jié)論，有人擔(dān)憂溫室效應(yīng)加劇等的環(huán)境變化可能造成某些物種的滅絕。運用現(xiàn)代生物進(jìn)化理論，說明造成某些物種滅絕的原因：_____________________。

Answer 1

【答案】性染色體組成（染色體組成，并進(jìn)一步做染色體組型分析） A:若甲、乙兩組實驗的裝片被觀察到得性染色體組成均是XX:XY=1:1，則說明較高溫度只改變了性別的表現(xiàn)型。 B:若甲組蛙細(xì)胞的性染色體組成是XY，乙組蛙細(xì)胞的性染色體組成是XX:XY=1:1，則說明較高溫度使發(fā)育著得蝌蚪（XX）性染色體組成變?yōu)?/span>XY，從而改變了性別的表現(xiàn)型。 2 雌性 環(huán)境溫度等的變化，可能使一些物種的受精卵只孵化出一種性別，阻止了物種內(nèi)的基因交流（產(chǎn)生了生殖隔離）。

【解析】

在兩棲類的某些蛙中，雄性個體的性染色體組成是XY，雌性個體的性染色體組成是XX。如果讓它們的蝌蚪在20℃左右發(fā)育時，雌雄比率約為1：1．如果讓這些蝌蚪在30℃左右發(fā)育時，不管它們原來具有何種性染色體，全部發(fā)育成雄性。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是較高的溫度是改變了發(fā)育著的蝌蚪（XX）的性染色體而使之改變性狀，也可能是較高溫度改變了雌性個體性別的表現(xiàn)型。到底是其中哪一種原因可以通過設(shè)計探究實驗來說明，實驗設(shè)計時需要遵循對照原則和單一變量原則，該實驗的自變量是溫度，因變量是性染色體是否改變，這可以通過顯微鏡觀察到。

本實驗的目的是探究較高的溫度是改變了發(fā)育著的蝌蚪（XX）的性染色體而使之改變性狀，還是只改變了性別的表現(xiàn)型。因此該實驗的自變量是溫度，因變量是性染色體是否改變，性染色體改變與否可以通過顯微鏡觀察到。因此可以設(shè)計以下實驗進(jìn)行探究：
（1）取同一雙親產(chǎn)生的適量的蛙受精卵，平均分成兩份，處理：實驗組甲：在30℃條件下將其培養(yǎng)成成蛙，對照組乙：在20℃條件下將其培養(yǎng)成成蛙。
（2）在每個組中隨機(jī)選取若干只成蛙編號（如1-20，要求樣本足夠大），分別從其體內(nèi)選取有分裂能力的細(xì)胞進(jìn)行處理，制成裝片；
（3）在顯微鏡下觀察性染色體組成并進(jìn)行統(tǒng)計。
（4）預(yù)期的結(jié)果與較高的溫度可能改變了發(fā)育著的蝌蚪（XX）的性染色體而使之改變性狀，也可能是改變了性別的表現(xiàn)型而使之改變性狀。A、若甲乙兩組實驗的裝片被觀察到的蛙細(xì)胞的性染色體組成均是XX：XY≈1：1，說明較高的溫度只改變了性別的表現(xiàn)型，沒有改變性染色體；B、甲組實驗的裝片（30℃條件下培養(yǎng)的成蛙）被觀察到的蛙細(xì)胞的性染色體組成都是XY，乙組實驗的裝片（20℃條件下培養(yǎng)的成蛙）被觀察到的蛙細(xì)胞的性染色體組成是XX：XY≈1：1，說明較高的溫度使發(fā)育著的蝌蚪（XX）性染色體組成變成XY，從而改變了性別的表現(xiàn)型。
（5）假如研究結(jié)果支持溫度只改變了蛙的表現(xiàn)型這一結(jié)論，則30℃條件下發(fā)育成的雄蛙在其減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中，著絲點分裂時，細(xì)胞中含有X染色體最多為2條，若其中含XX的雄蛙與正常條件下發(fā)育成的雌蛙交配，后代的性染色體組成都XX，因此在20℃環(huán)境下發(fā)育的后代性別有1種。
（6）基于上述結(jié)論，有人擔(dān)憂溫室效應(yīng)加劇等的環(huán)境變化可能造成某些物種的滅絕的原因是大氣二氧化碳濃度升高，使環(huán)境溫度升高而影響生物的性別分化，只產(chǎn)生一種性別的生物，阻止種內(nèi)的基因交流。