2.2 性别可以控制吗
自然界中，有性繁殖是生物繁殖的主要形式，是生物遗传物质交换、变异以及多样性的主要来源，而性别决定是所有有性繁殖生物生命周期中重要的发育事件，那么，性别是由什么决定的呢？
性别决定是一个复杂的发育调控过程，它主要由遗传因素和环境因素决定（见图2.6），遗传因素决定包括性染色体决定型和基因决定型，而环境因素则包括温度、光照、营养和激素。
图2.6 性别决定因素
2.2.1 遗传因素决定性别
1）性染色体决定性别
性染色体是指与生物的性别决定有直接关系的染色体。自然界中，多数生物的性别差异是由性染色体的差异决定的。
XY型：XY型是最常见的性别决定类型，全部哺乳动物、大部分爬行类和两栖类、部分鱼类、昆虫以及菠菜、大麻等雌雄异株的植物都属于XY型性别决定。该类型的雌性为同配性别，即XX为雌性个体；雄性为异配性别，即XY为雄性个体。Y染色体在这种性别决定类型中起主导作用，含有Y染色体的受精卵发育为雄性，不含有Y染色体的受精卵发育为雌性。其根本原因是Y染色体上具有SRY（睾丸决定因子基因），其表达产物锌指蛋白，具有抑制雌性发育途径、启动雄性发育途径的调控性别分化的作用。因此真正决定XY型生物的性别是SRY基因。所以X染色体上易位有SRY基因的XX型受精卵将发育为雄性个体；Y染色体上丢失了SRY基因的XY型受精卵将发育为雌性个体。
因此，正常男性的精子决定了婴儿的性别。在受精时，精子和卵子的结合是随机的，机会均等。因此，不论男孩还是女孩，都是父母爱情的结晶，我们要感谢生命的降临，更要坦然地接受自己或孩子的性别。
ZW型：鸟类、鳞翅目昆虫以及某些两栖类、爬行类等属于ZW型性别决定。ZW型生物的性染色体组成和XY型相反，雄性是同配性别，即ZZ型；雌性是异配性别，即ZW型。ZW型性别决定的机制目前还不清楚。一般的推测认为W染色体上可能携带有抑制雄性发育的基因。
性指数决定型：果蝇虽然也有X和Y染色体，但其性别决定机制不属于XY型，而是由性指数决定性别，即性染色体（X）数和常染色体组（A）数的比决定性别。
人类的性别决定取决于是否存在Y染色体，而果蝇的性别决定取决于性指数。果蝇早期胚胎细胞的性指数≥1.0时，细胞中X染色体的表达产物浓度高，激活雌性特异基因，使胚胎发育为雌性个体；若早期胚胎细胞的性指数＜1.0时，细胞中X染色体的表达产物浓度低，激活雄性特异基因，使胚胎发育为雄性个体（见表2.1）。
表2.1 人类和果蝇中性染色体和性别的关系
另外，果蝇的Y染色体上含有雄性可育性基因，与精子形成有关。XO型的果蝇可以发育为雄性个体，但产生的精子无活动能力。因此果蝇的Y染色体不参与性别决定，而是控制雄性个体的育性。
2）基因决定性别
复等位基因决定性别：葫芦科的喷瓜存在雌雄同株、雌株和雄株3种性别类型，其性别由复等位基因决定（见表2.2）。从表2.2中可见，喷瓜的性别由一对复等位基因决定，其中aD控制雄性，a+控制两性，ad控制雌性，并且3个基因的显性程度为aD＞a+＞ad。
表2.2 喷瓜的性别决定
二对等位基因决定性别：玉米通常为雌雄同株，雌花序长在叶腋，由显性基因Ba控制；雄花序长在顶端，由显性基因Ts控制，其基因型、性别和表现型的关系如表2.3所示。
表2.3 玉米的性别决定
从表2.3中可见，Ba基因只控制叶腋是否长雌花序，Ts基因则控制顶端花序的性别，显性（Ts）时顶端长雄花序，隐性（ts）时顶端长雌花序。因此Ba_tsts和babatsts两种雌株的表现型存在差异。
2.2.2 环境因素决定性别
1）温度决定性别
爬行动物的龟鳖目和鳄鱼无性染色体，由卵的孵化温度决定其性别。如乌龟卵在20～27℃条件下孵出的个体为雄性，在30～35℃时孵出的个体为雌性。鳄鱼在30℃及以下温度孵化时，全为雌性；在32℃孵化时，雄性约占85%，雌性仅占l5%左右。孵化温度也会影响两栖类的性别分化，如蝌蚪在20℃下发育，结果一半为雌性，一半为雄性；若在30℃下发育，则全部发育成雄蛙。
2）光照条件决定性别
我国特有种扬子鳄靠光照强弱来实现性别决定。巢穴建于潮湿阴暗的弱光处可孵化出较多雌鳄，巢穴建于阳光曝晒处，则可孵出较多的雄鳄。
3）营养条件决定性别
多数线虫是靠营养条件的好坏来决定性别的，它们一般在性别未分化的幼龄期侵入寄主体内，若营养条件差，就会失去1条X染色体，变为雄性染色体组成，发育为雄性成体。若营养条件好，则保留2条X染色体，发育为雌性成体（雌性的染色体总数比雄性多1条）。从表面上看，这种线虫的性别是由营养条件决定的，但从染色体水平看，实为性指数决定性别。
4）激素决定性别
牛一般是怀单胎的，当怀双胎时，两个胎儿胎盘的绒毛膜血管相互连通。在双胎牛中，如果是一雄一雌，由于雄性的睾丸先分化，睾丸产生的雄激素通过绒毛膜血管流向雌性胎牛，使雌性胎牛的外生殖器表现为雄性，但没有睾丸，失去生殖能力。人类的异卵双生子由两个胎盘将胎儿分隔开，故在人类的“龙凤双胞胎”中不会出现这种现象。
2.2.3 性反转
在一定条件下，动物的雌雄个体相互转化的现象称为性反转。每条黄鳝在个体发育过程中都要经过雌雄两个阶段。2龄前皆为雌性；3龄转变为雌雄同体，卵巢逐渐退化，精巢逐渐形成；6龄全部反转为雄性。
母鸭可以变为公鸭吗？母鸭有一个发达的卵巢，还有一个很不发达的雄性性腺。如果鸭群中有相当比例的公鸭，公鸭分泌的激素抑制母鸭雄性性腺的发育。当鸭群中缺少公鸭时，没有足够的激素抑制母鸭的雄性性腺发育，其中一些身强力壮的母鸭，体内的雄性性腺就会发育起来，产生大量的雄性激素。雄性激素抑制母鸭正常卵巢的功能，使母鸭逐渐变为公鸭。
2.2.4 胎儿性别鉴定
西方国家的社会保障体系比较健全，不需要“养儿防老”，所以育龄夫妇没有必要非得生个儿子不可；西方国家大部分民众信仰天主教和基督教，而这些宗教都有反堕胎的传统，一些西方国家还以法律形式禁止堕胎；一些东方国家，非医学需要的胎儿性别鉴定是违法的。在中国，没有明确的医学需要而通过性别检测确定生男生女更是被明令禁止的。
目前，判定胎儿性别的方法主要在形态学和染色体两个层面。
（1）形态学层面，即通过超声波扫描，观察生殖器部位，判定胎儿性别。超声波是一种声波。至今为止，没有报告显示它对胎儿有不良的影响，因此得到普遍使用。但是，超声波扫描检查也会出现错误。检查的时候，宝宝的体位，如双腿交叉等，可能使医生无法看清其生殖器部位。
（2）染色体层面，主要检查胎儿细胞中有无Y染色体，主要方法有：
羊膜穿刺术：羊膜穿刺术主要是为了诊断胎儿是否有染色体或神经方面的缺陷，通常在怀孕16～20周实施。准确度可达98%，但是有1%的流产概率。所以，医学界不赞成只为了测知胎儿性别就做羊膜穿刺术。
绒毛采检术：主要目的和羊膜穿刺术一样，是为了诊断胎儿的染色体是否正常，通常在怀孕8～10周时实施。准确率可达98%，但是有3%～5%的流产概率，还可能伤害胎儿。因此，最好不要单为了测知胎儿性别而接受这种检验。
生理盐水冲洗子宫：这是近年来同类方法中比较实用的，通常在怀孕9周时施行。到目前为止，证实安全性相当高，可靠性达90%。但这种检查只能测知性别，无法知道胎儿的染色体是否正常。
验血：可利用DNA检测的技术，采取母体的血液，来判断胎儿的性别。这项检测的原理相当简单：由于胎儿与母体血液相通，在怀孕6~7周后孕妇的血液就会带有胎儿的DNA，通过检测胎儿的DNA中有没有SRY基因来判定性别。此项技术对胎儿没有任何危险，一般准确率达98%。因此，是一个最早知道胎儿性别而且最安全的方法，通常可在怀孕8周左右进行。
2.2.5 动物的性别可控制吗
动物性别控制主要采用3种途径：一是在人工授精前对X和Y精子分离以控制性别；二是在胚胎移植前对胚胎的性别进行鉴定；三是通过控制外环境来控制性别。
X精子与Y精子的分离技术有电泳法、沉降法、密度梯度离心法、免疫法及流式精子分离等方法。利用精子分离仪可筛选带有Y或X染色体的精子。其原理是带有X染色体的精子所含的脱氧核糖核酸（DNA）较带Y染色体的精子多，利用能够与精子头部DNA结合的荧光染色剂处理后，利用产生的荧光量的差异可加以分离筛选。
在国外，目前精子的分离仍局限于研究测试及小规模的动物试验阶段，将来如果能改良精子分离仪的效能，进而大幅降低分析成本，在畜产动物领域将极具应用潜力。
动物胚的性别鉴定方法包括染色体图谱分析、存在于雄性动物胚表面HY抗体的测定、X染色体酶含量的测定及利用Y染色体特异探针进行杂交反应等。这些方法在实际应用时，却面临试验步骤繁琐、准确性及敏感度不足、需要特殊技术及仪器设备等因素而不易推广应用。
近年来，分子生物技术的快速进展，加上PCR技术的发明，使原本极为微量的DNA样品，能够在数小时的反应时间内大量地克隆，因此只要应用显微操作技术，抽取少许的胚叶细胞进行PCR反应，即可快速准确地分析出胚的性别，达到控制家畜后代性别的目的。
2.2.6 植物的性别控制有意义吗
与动物相比，植物的性别是相对不稳定的。它虽然受遗传因子决定，但在外界环境条件和药剂处理的影响下比较容易发生改变，控制植物的性别分化有着重要意义。
在雌雄同株异花和雌雄异株植物中，不同性别的器官和植株具有不同的经济价值。如果以种子和果实为收获对象则需要大量的雌花或雌株，而有时为了其他目的，就更欢迎雄株，例如以纤维为收获物的大麻，以雄株为优，因其纤维拉力较强，为了得到银杏种子，宜多种雌株，而如用银杏作行道树，则又以雄株为佳。在雌雄同花植物中，有时为了育种的方便，也需要化学去雄。
环境条件包括营养、温度、日照长度、光质、光照强度、水分供应、空气成分等，这些都对植物性别分化有一定的影响。一般说来，充足的氮素营养、较高的空气和土壤温度、较低的气温（特别是夜间低温）、蓝光、种子播前冷处理等，有利于雌性分化；高温、红光等因子则促进雄性分化。日照长度的影响因植物光周期类型而异；一般短日照促进短日植物（SDP）多开雌花，使长日植物（LDP）多开雄花；长日照的作用则相反。
性别的化学控制在温室栽培中，很早就有使用熏烟法提高黄瓜结实率的经验。后来查明“烟”中有效成分为一氧化碳，用0.3%一氧化碳处理黄瓜幼苗可使雄花数大大下降，雌花数显著提高。一氧化碳处理不仅可改变雌雄花的比例，而且可改变雌雄花出现的顺序，降低了雌花着生的节位，可使黄瓜提前长成上市。植物激素，如生长素（IAA）、赤霉素（GA）、细胞分裂素（CTK）和乙烯（Eth）对植物的性别分化都有明显的调节控制作用。一般而言，GA促进雄性分化，而IAA，Eth和CTK则促进雌性分化。一些生长调节剂（包括类生长素、抗生长素以及激素合成抑制剂）对植物性别分化都有明显的影响。