對(duì)摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的疑問(wèn)與解惑5頁(yè)

1、對(duì)摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的疑問(wèn)與解惑高中生物必修2第2章第2節(jié)基因在染色體上一節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生思維的很好素材。本節(jié)介紹了科學(xué)家對(duì)遺傳現(xiàn)象的探究過(guò)程，難點(diǎn)較多，有教師和學(xué)生對(duì)摩爾根的果蠅交配實(shí)驗(yàn)的描述和解釋存有疑問(wèn)。結(jié)合這些疑問(wèn)，我通過(guò)查閱資料和分析理解，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行了解答。 1  疑問(wèn)1：開(kāi)始發(fā)現(xiàn)的白眼果蠅進(jìn)行幾次交配？1.1  疑問(wèn)來(lái)源       教材32頁(yè)“科學(xué)家的故事”介紹：在實(shí)驗(yàn)室，白眼果蠅臨死前抖擻精神，與一只紅眼果蠅交配，把突變基因傳了下來(lái)。教師教學(xué)用書(shū)57頁(yè)敘述同上，但58頁(yè)第二段敘述：“摩爾根做了回交實(shí)驗(yàn)。用最初出現(xiàn)的那只白

2、眼雄蠅和它的后代中的紅眼雌蠅交配，結(jié)果”。        顯然以上兩處敘述有矛盾。1.2  資料描述       查找的國(guó)內(nèi)遺傳學(xué)著作，也有兩種不同的敘述。但在美國(guó)學(xué)者的相關(guān)著作中都沒(méi)有提到“用最初出現(xiàn)的那只白眼雄蠅和它的后代中的紅眼雌蠅交配”。     遺傳學(xué)的先驅(qū)摩爾根評(píng)傳第五章敘述：它這樣養(yǎng)精蓄銳，終于同一只正常的紅眼雌蠅交配以后才死去，留下了突變基因，以后繁衍成一個(gè)大家系。之后敘述是：用白眼雄蠅同正常雌蠅雜交，后代全為紅眼；白眼雌蠅與正常雄蠅雜交，后代一半為白眼，而且

3、全為雄性。       在摩爾根的基因論中提到“孫代白眼雄蠅”與紅眼雌蠅交配。1.3  分析解答      綜合有關(guān)資料可以得出以下結(jié)論：      結(jié)論（1）：最初出現(xiàn)的白眼雄蠅死亡前應(yīng)該與多只紅眼雌蠅進(jìn)行了交配，只是在與某只紅眼雌蠅交配后死去。      因?yàn)槟柛玫暮诟构壸疃嘁淮沃荒墚a(chǎn)生上百個(gè)后代，而很多資料顯示F1得到1237個(gè)個(gè)體。很顯然得到這么多后代，只能是開(kāi)始那一只白眼雄蠅與多只紅眼雌蠅交配的結(jié)果。正常情況下，摩爾根為了能讓那只白眼果蠅

4、順利實(shí)現(xiàn)交配，他會(huì)將那只白眼果蠅與多只未交配的雌蠅放在一起，這樣那只“白眼兒”就可能與多只雌蠅交配。      結(jié)論（2）：最初出現(xiàn)的那只白眼雄蠅沒(méi)有進(jìn)行回交，教師教學(xué)用書(shū)58頁(yè)第二段敘述有誤。      很多資料描述摩爾根所做的回交實(shí)驗(yàn)有：（1）讓F2的白眼雄蠅與F1的紅眼雌蠅交配；（2）讓F3的白眼雌蠅與F1的紅眼雄蠅交配。 2   疑問(wèn)2：摩爾根通過(guò)哪種測(cè)交，進(jìn)一步驗(yàn)證了解釋2.1  問(wèn)題來(lái)源       教材29頁(yè)最下一行：后來(lái)他們又通過(guò)測(cè)交等方法，進(jìn)一步驗(yàn)

5、證了這些解釋。       按照孟德?tīng)柕脑O(shè)計(jì)，測(cè)交實(shí)驗(yàn)是讓F1與隱性純合子雜交。然而此處根據(jù)假設(shè)，F(xiàn)1雌雄個(gè)體的基因型是不同的，因此與隱性純合子的測(cè)交有兩種情況。那么，摩爾根通過(guò)哪種測(cè)交，進(jìn)一步驗(yàn)證了自己的解釋?zhuān)醇僭O(shè)）？2.2  問(wèn)題分析分析兩種測(cè)交實(shí)驗(yàn)：方式1：讓F1的紅眼雌蠅與F2的白眼雄蠅交配                      F1紅眼雌蠅  ×  F2白眼雄蠅 

6、60;      基因型         XWXw             XwY                                              配子       

7、0; XW     Xw        Xw     Y預(yù)期結(jié)果：子代基因型    XWXw        XwXw        XWY        XwY    表現(xiàn)型  紅眼雌蠅   白眼雌蠅   紅眼雄蠅   白眼雄蠅      之比      1

8、   ：    1    ：   1    ：   1方式2：讓F1的紅眼雄蠅與白眼雌蠅交配                    F1的紅眼雄蠅   ×   白眼雌蠅        基因型          XWY        

9、;       XwXw                                                 配子        XW     Y             Xw 

10、預(yù)期結(jié)果：子代基因型         XWXw              XwY     表現(xiàn)型        紅眼雌蠅         白眼雄蠅      之比           1       ：      1   

11、;    以上兩種方式結(jié)果不同，哪種是摩爾根進(jìn)行的測(cè)交實(shí)驗(yàn)？       如果只根據(jù)方式1的測(cè)交結(jié)果是不能令人信服的。我們現(xiàn)在知道果蠅的X與Y染色體也具有同源區(qū)段，同源區(qū)段存在有相同基因或等位基因。如果X與Y染色體同源區(qū)段存在控制眼色的基因，摩爾根的實(shí)驗(yàn)也可以解釋?zhuān)缦拢篜         紅眼雌蠅   ×   白眼雄蠅           XWXW        

12、   XwYw           F1           XWXw         XWYw            紅眼雌蠅     紅眼雄蠅                    F1相互交配F2      XWX

13、W       XWXw       XWYw       XwYw        紅眼雌蠅   紅眼雌蠅   紅眼雄蠅   白眼雄蠅      假設(shè)X與Y同源區(qū)段都有控制眼色基因，以上方式1的測(cè)交實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：                           F1紅

14、眼雌蠅    ×   白眼雄蠅              XWXw              XwYw                子代基因型：   XWXw     XwXw      XWYw     XwYw表現(xiàn)型：    

15、60; 紅眼雌蠅白眼雌蠅 紅眼雄蠅 白眼雄蠅       以上可知，按照方式1進(jìn)行測(cè)交實(shí)驗(yàn)兩種情況結(jié)果相同。2.3  問(wèn)題解決       只根據(jù)方式1的測(cè)交實(shí)驗(yàn)，不能確定控制眼色的基因只存在于X染色體上的。但方式2進(jìn)行測(cè)交實(shí)驗(yàn)兩種情況結(jié)果不同。因此，最能驗(yàn)證摩爾根解釋的測(cè)交實(shí)驗(yàn)是方式2（讓紅眼雄蠅與F3的白眼雌蠅交配）。       事實(shí)上，以上兩種測(cè)交實(shí)驗(yàn)?zāi)柛甲隽?，而且還有其它的雜交實(shí)驗(yàn)：讓F2中白眼雄蠅分別與F2中紅眼雌蠅進(jìn)行交配；讓F3的白眼雌蠅與F2的

16、白眼雄蠅交配等。并且在每種實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生之前，摩爾根都根據(jù)假設(shè)先進(jìn)行了預(yù)期，最終發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期是相符的。通過(guò)對(duì)多種交配結(jié)果的綜合分析，得出控制眼色的基因只存在于X染色體上。       教材通過(guò)“后來(lái)他們又通過(guò)測(cè)交等方法，進(jìn)一步驗(yàn)證了這些解釋”一句話進(jìn)行簡(jiǎn)述，我認(rèn)為是很合理的安排。一個(gè)原因，摩爾根當(dāng)時(shí)是根據(jù)很多實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得出結(jié)論的，測(cè)交實(shí)驗(yàn)只是其中一部分實(shí)驗(yàn)，當(dāng)然是必不可少的實(shí)驗(yàn)。此處簡(jiǎn)潔描述，可以說(shuō)是突出主要，去其繁節(jié)。另一原因，教材這樣處理，更能讓教師和學(xué)生利用教材，充分發(fā)揮想象，去思考去探究，給了我們更大的思維空間。 3  

17、疑問(wèn)3：課本所說(shuō)的“白眼的遺傳與X染色體遺傳相似”是什么意思？3.1  問(wèn)題來(lái)源       教材29頁(yè)：由于白眼的遺傳和性別相聯(lián)系，而且與X染色體的遺傳相似，于是，摩爾根及其同事設(shè)想       什么原因讓摩爾根將果蠅眼色遺傳聯(lián)系上X染色體？摩爾根所認(rèn)為的白眼的遺傳與X染色體遺傳相似是什么意思？       我們渴望探尋摩爾根的思維過(guò)程。3.2  問(wèn)題分析       查閱資料顯示，很多資料都描述了用F3的白眼雌蠅

18、與紅眼雄蠅交配的實(shí)驗(yàn)，而且都認(rèn)為這是一個(gè)關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)，教師教學(xué)用書(shū)也是如此描述：這三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，以第二個(gè)實(shí)驗(yàn)最為關(guān)鍵。關(guān)鍵在何處？仔細(xì)分析，豁然開(kāi)朗。圖解如下：P     白眼雌蠅    ×   紅眼雄蠅        F1      紅眼雌蠅         白眼雄蠅       根據(jù)史蒂文斯的研究結(jié)果已知果蠅性別決定方式，雌果蠅有兩條X染色體，雄果蠅有XY。雄性后代從母本得到一條X染色體，從父本得到一條Y染色體；雌性后代分別從親本各得到一條X染色體。從以上圖解可知，雄性后代從母本得到白眼性狀，雌性后代從父本得到紅眼性狀。        正是這一關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象促使摩爾根及其同事設(shè)想控制眼色的基因只位于X染色體上。       事