以深圳模拟试题为例,爪蟾的性别决定;爪蟾在高中生物学教材中出现的知识点

（1）用特定的化学物质可以诱导爪蟾性反转，性反转爪蟾的染色体组成不变，但能发育形成成熟的异性生殖系统。为确定某种爪蟾的性别决定方式，将一只雄性爪蟾性反转成雌性，这只爪蟾与正常雄蟾杂交，若子代，可初步确定该爪蟾的性别决定方式为ZW型。

答案：全为雄性

解析：若爪蟾的性别决定方式为ZW型：性反转前为雄性，性染色体组成为ZZ；性反转成雌性后，染色体组成仍为ZZ。与正常雄蟾（ZZ）杂交，子代性染色体组成全为ZZ，全部表现为雄性。若子代全为雄性，可初步确定该爪蟾的性别决定方式为ZW型。

（2）研究人员用下图两种方法繁殖后代，若爪蟾的性别决定方式为ZW型，则方法一形成的二倍体卵细胞发育为(填“雌”或“雄”)性爪蟾；方法二形成的二倍体卵细胞的性染色体组成是。两种方法中，选择方法获得的子代雌蟾与正常雄蟾杂交，可进一步验证该爪蟾的性别决定方式。

答案：雌    ZZ或WW    二  

解析：已知爪蟾的性别决定方式为ZW型，雌性性染色体为ZW。方法一：阻止第一极体排出，促进次级卵母细胞与第一极体融合。初级卵母细胞（ZW）减数第一次分裂后，次级卵母细胞和第一极体的性染色体组成为Z或W。融合后形成的二倍体卵细胞性染色体组成为ZW，因此发育为雌性爪蟾。

方法二：阻止卵细胞第一次分裂时的细胞质分裂。卵细胞（Z或W）染色体加倍，形成的二倍体卵细胞性染色体组成为ZZ或WW。

进一步验证：选择方法二获得的子代雄性（ZZ）与正常雌蟾（ZW）杂交。若子代性别比例为 雌（ZW）: 雄（ZZ）=1:1，则可验证其性别决定方式为ZW型。

（3）ZW型爪蟾存在两种可能的性别决定机制，见下表。利用上图中的方法获得的多个二倍体卵细胞与正常精子进行体外受精，获得的三倍体爪蟾存活率相同，若预期结果为，则机制一成立。

答案：一    子代爪蟾全为雌性

解析：应利用图中的方法一获得多个二倍体卵细胞（ZW），与正常精子（Z）进行体外受精，得到三倍体爪蟾。若机制一成立，二倍体卵细胞（ZW）+ 精子（Z）→ 三倍体ZZW（有W染色体），预期结果子代爪蟾全为雌性。

爪蟾在高中生物学教材中出现的知识点

一、早期经典实验：证明动物细胞核的全能性

高中生物学教材中“细胞的全能性”和克隆部分（分别出现在必修1《分子与细胞》和选择性必修3《生物技术与工程》），强调植物细胞具有全能性（如胡萝卜组织培养），而动物细胞的全能性受限制，但细胞核仍保留全能性（如克隆羊多莉）。

1952年，科学家用非洲爪蟾做了核移植实验（早于多莉羊40余年）：将爪蟾囊胚期胚胎细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中，重组细胞发育成了完整的爪蟾幼体；后续实验还证明，已分化的体细胞细胞核（如肠上皮细胞）也能在卵细胞中恢复全能性（需特定条件）。

二、研究胚胎发育过程（直观演示卵裂与原肠胚）

爪蟾的卵母细胞直径约1mm（肉眼可见），胚胎发育速度快（从受精到孵化约1周），且卵裂方式（完全卵裂） 典型，是观察胚胎早期发育的理想材料。

高中生物学教材中“胚胎发育”部分（选择性必修3《生物技术与工程》），常用爪蟾卵演示：卵裂：受精卵经多次有丝分裂，细胞数目增多但体积不变（形成桑椹胚）；囊胚：细胞分化出囊胚腔；原肠胚：通过细胞迁移形成外胚层、中胚层、内胚层（三胚层奠定器官发育基础）。

三、验证甲状腺激素的生理功能（变态发育实验）

高中生物学教材中“激素调节”部分（选择性必修1《稳态与环境》），强调甲状腺激素能促进生长发育、促进新陈代谢。其中，“甲状腺激素促进蝌蚪变态发育” 是经典实验。

爪蟾的蝌蚪变态发育过程明显（从水生蝌蚪到陆生成蛙），且对甲状腺激素敏感，常被用作实验材料：

实验组：给蝌蚪饲喂或移植甲状腺→提前变态（尾巴消失、四肢长出）；对照组：切除甲状腺的蝌蚪→无法正常变态（停滞在蝌蚪阶段）；结论：甲状腺激素是蝌蚪变态发育的关键激素。

四、细胞周期方面的研究（拓展） 

早在1972年，研究人员首先在豹蛙中发现，成熟卵母细胞中存在一种物质，把这种物质注射到未成熟卵母细胞中，会加速它进行减数分裂而成熟。因此他们把这种物质叫作“成熟促进因子”（MPF）。这一结果随后在非洲爪蟾中得以证实。 

在非洲爪蟾的研究过程中，人们发现MPF不仅能促进卵母细胞的减数分裂，也可以促进正常体细胞的有丝分裂。更有趣的是，卵母细胞中MPF的活性会随着细胞周期而变化，它在卵母细胞进行减分裂前活性最高；而当卵母细胞分裂后，MPF的活性亦随之消失。 

接下来，研究人员尝试从爪蟾的未受精卵中纯化MPF。但由于MPF的活性测试十分繁琐，它本身又极不稳定，这一工作进行得很不顺利。 

直到1988年，MPF才被纯化，发现它由两个蛋白组成，一个是周期素（一种随着细胞分裂过程而周期性表达的蛋白），另一个是一种周期素依赖性蛋白激酶。这是细胞周期调控研究中的一次重大突破，极大地推动了细胞周期的研究。21世纪初期，非洲爪蟾卵母细胞系统仍然是细胞周期研究的重要材料。

除上述以外，爪蟾在高中拓展阅读中还会涉及基因表达调控：爪蟾卵母细胞可大量合成蛋白质，常用于研究mRNA翻译起始（如“帽子结构”的作用）。值得注意的是，不同版本教材对爪蟾的提及程度略有差异，人教版更侧重“细胞核全能性”和“胚胎发育”，苏教版是课外探究“甲状腺激素的作用实验”。