Question

两栖类中某些蛙的性别决定类型与人类相似。现把某种蛙的蝌蚪置于在20℃左右的条件下生长发育，其雌雄比例约为1:1。但如果把此蛙的蝌蚪放在30℃左右的条件下生长发育，不管它们原来具有何种性染色体，则全部发育成雄性。那么，较高的温度是改变了发育着的雌性蝌蚪的性染色体而使之改变性状，还是只改变了性别的表现型呢？请完成相关实验设计。

材料、用具：

一对双亲产生的适量的蛙受精卵、相同的饲料、显微镜、各种试剂等。

实验步骤：

（1）取一对双亲产生的足量的受精卵，随机分成两组，分别接受如下处理：

实验组甲在30℃下将其培养成蛙。对照组乙在20℃下将其培养成蛙。

（2）在每个组中随机选取若干只成蛙编号（如1-20，要求样本足够大），分别从其体内选取具有分裂能力的细胞进行处理，制成装片。

（3）在显微镜下观察________________________________并进行统计。

（4）预期的结果与

A．__________________________。

B．__________________________。

（5）假如研究结果支持温度只改变了蛙的表现型这一结论，则30℃条件下发育成的雄蛙在其减数分裂产生配子的过程中，细胞中含有X染色体最多为________条；若其中含XX的雄蛙与正常条件下发育成的雌蛙交配，在20℃环境下发育的后代性别为_________。

（6）基于上述结论，有人担忧温室效应加剧等的环境变化可能造成某些物种的灭绝。运用现代生物进化理论，说明造成某些物种灭绝的原因：_____________________。

Answer

性染色体组成（染色体组成，并进一步做染色体组型分析） A:若甲、乙两组实验的装片被观察到得性染色体组成均是XX:XY=1:1，则说明较高温度只改变了性别的表现型。 B:若甲组蛙细胞的性染色体组成是XY，乙组蛙细胞的性染色体组成是XX:XY=1:1，则说明较高温度使发育着得蝌蚪（XX）性染色体组成变为XY，从而改变了性别的表现型。 2 雌性 环境温度等的变化，可能使一些物种的受精卵只孵化出一种性别，阻止了物种内的基因交流（产生了生殖隔离）。

【解析】

在两栖类的某些蛙中，雄性个体的性染色体组成是XY，雌性个体的性染色体组成是XX。如果让它们的蝌蚪在20℃左右发育时，雌雄比率约为1：1．如果让这些蝌蚪在30℃左右发育时，不管它们原来具有何种性染色体，全部发育成雄性。出现这种现象的原因可能是较高的温度是改变了发育着的蝌蚪（XX）的性染色体而使之改变性状，也可能是较高温度改变了雌性个体性别的表现型。到底是其中哪一种原因可以通过设计探究实验来说明，实验设计时需要遵循对照原则和单一变量原则，该实验的自变量是温度，因变量是性染色体是否改变，这可以通过显微镜观察到。

本实验的目的是探究较高的温度是改变了发育着的蝌蚪（XX）的性染色体而使之改变性状，还是只改变了性别的表现型。因此该实验的自变量是温度，因变量是性染色体是否改变，性染色体改变与否可以通过显微镜观察到。因此可以设计以下实验进行探究：
（1）取同一双亲产生的适量的蛙受精卵，平均分成两份，处理：实验组甲：在30℃条件下将其培养成成蛙，对照组乙：在20℃条件下将其培养成成蛙。
（2）在每个组中随机选取若干只成蛙编号（如1-20，要求样本足够大），分别从其体内选取有分裂能力的细胞进行处理，制成装片；
（3）在显微镜下观察性染色体组成并进行统计。
（4）预期的结果与较高的温度可能改变了发育着的蝌蚪（XX）的性染色体而使之改变性状，也可能是改变了性别的表现型而使之改变性状。A、若甲乙两组实验的装片被观察到的蛙细胞的性染色体组成均是XX：XY≈1：1，说明较高的温度只改变了性别的表现型，没有改变性染色体；B、甲组实验的装片（30℃条件下培养的成蛙）被观察到的蛙细胞的性染色体组成都是XY，乙组实验的装片（20℃条件下培养的成蛙）被观察到的蛙细胞的性染色体组成是XX：XY≈1：1，说明较高的温度使发育着的蝌蚪（XX）性染色体组成变成XY，从而改变了性别的表现型。
（5）假如研究结果支持温度只改变了蛙的表现型这一结论，则30℃条件下发育成的雄蛙在其减数分裂产生配子的过程中，着丝点分裂时，细胞中含有X染色体最多为2条，若其中含XX的雄蛙与正常条件下发育成的雌蛙交配，后代的性染色体组成都XX，因此在20℃环境下发育的后代性别有1种。
（6）基于上述结论，有人担忧温室效应加剧等的环境变化可能造成某些物种的灭绝的原因是大气二氧化碳浓度升高，使环境温度升高而影响生物的性别分化，只产生一种性别的生物，阻止种内的基因交流。