对摩尔根果蝇杂交实验的疑问与解惑

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1、对摩尔根果蝇杂交实验的疑问与解惑高中生物必修2第2章第2节《基因在染色体上》一节，是培养学生思维的很好素材。本节介绍了科学家对遗传现象的探究过程，难点较多，有教师和学生对摩尔根的果蝇交配实验的描述和解释存有疑问。结合这些疑问，我通过查阅资料和分析理解，对问题进行了解答。1 疑问1：开始发现的白眼果蝇进行几次交配？1.1 疑问来源    教材32页“科学家的故事”介绍：在实验室，白眼果蝇临死前抖擞精神，与一只红眼果蝇交配，把突变基因传了下来。教师教学用书57页叙述同上，但58页第二段叙述：“摩尔根做

2、了回交实验。用最初出现的那只白眼雄蝇和它的后代中的红眼雌蝇交配，结果……”。    显然以上两处叙述有矛盾。1.2 资料描述    查找的国内遗传学著作，也有两种不同的叙述。但在美国学者的相关著作中都没有提到“用最初出现的那只白眼雄蝇和它的后代中的红眼雌蝇交配”。   《遗传学的先驱摩尔根评传》第五章叙述：它这样养精蓄锐，终于同一只正常的红眼雌蝇交配以后才死去，留下了突变基因，以后繁衍成一个大家系。之后叙述是：用白眼雄蝇同正常雌蝇杂交，后代全为红眼；白眼雌蝇与正常雄蝇杂交，后代一半为白眼，而且全为

3、雄性。    在摩尔根的《基因论》中提到“孙代白眼雄蝇”与红眼雌蝇交配。1.3 分析解答   综合有关资料可以得出以下结论：   结论（1）：最初出现的白眼雄蝇死亡前应该与多只红眼雌蝇进行了交配，只是在与某只红眼雌蝇交配后死去。   因为摩尔根所用的黑腹果蝇最多一次只能产生上百个后代，而很多资料显示F1得到1237个个体。很显然得到这么多后代，只能是开始那一只白眼雄蝇与多只红眼雌蝇交配的结果。正常情况下，摩尔根为了能让那只白眼果蝇顺利实现交配，他会将那只白眼果蝇与多只未交配的雌蝇放在一起，这样那只

4、“白眼儿”就可能与多只雌蝇交配。   结论（2）：最初出现的那只白眼雄蝇没有进行回交，教师教学用书58页第二段叙述有误。   很多资料描述摩尔根所做的回交实验有：（1）让F2的白眼雄蝇与F1的红眼雌蝇交配；（2）让F3的白眼雌蝇与F1的红眼雄蝇交配。 2 疑问2：摩尔根通过哪种测交，进一步验证了解释2.1 问题来源    教材29页最下一行：后来他们又通过测交等方法，进一步验证了这些解释。    按照孟德尔的设计，测交实验是让F1与隐性纯合子杂交。然而此处根据假设，F1雌雄个体的基因型是不同的，因

5、此与隐性纯合子的测交有两种情况。那么，摩尔根通过哪种测交，进一步验证了自己的解释（即假设）？2.2 问题分析分析两种测交实验：方式1：让F1的红眼雌蝇与F2的白眼雄蝇交配            F1红眼雌蝇 × F2白眼雄蝇     基因型    XWXw      XwY            ↙ ↘     ↙ ↘     配子    XW  Xw    Xw  Y预期结果：子代基因型  XWXw    XwXw    XWY    XwY  表现型 红眼雌蝇 白眼雌蝇 红眼雄蝇 白眼雄蝇  

6、 之比   1  ：  1  ： 1  ： 1方式2：让F1的红眼雄蝇与白眼雌蝇交配           F1的红眼雄蝇 × 白眼雌蝇    基因型     XWY       XwXw           ↙ ↘       ↓      配子    XW  Y      Xw 预期结果：子代基因型    XWXw       XwY   表现型    红眼雌蝇    白眼雄蝇   之比     1   ：   1    以上两种方式结果不同，哪种是摩尔根进行的测交实验？    如果只根据方式1

7、的测交结果是不能令人信服的。我们现在知道果蝇的X与Y染色体也具有同源区段，同源区段存在有相同基因或等位基因。如果X与Y染色体同源区段存在控制眼色的基因，摩尔根的实验也可以解释，如下：P    红眼雌蝇 × 白眼雄蝇      XWXW      XwYw      ↓F1     XWXw    XWYw      红眼雌蝇  红眼雄蝇          ↓F1相互交配F2   XWXW   XWXw   XWYw   XwYw    红眼雌蝇 红眼雌蝇 红眼雄蝇 白眼雄蝇   假设X与Y同源区段

8、都有控制眼色基因，以上方式1的测交实验结果是：              F1红眼雌蝇  × 白眼雄蝇       XWXw       XwYw        ↓子代基因型： XWXw  XwXw   XWYw  XwYw表现型：   红眼雌蝇白眼雌蝇红眼雄蝇白眼雄蝇    以上可知，按照方式1进行测交实验两种情况结果相同。2.3 问题解决    只根据方式1的测交实验，不能确定控制眼色的基因只存在于X染色体上的。但方式2进行测交实验两种情况结果不同。因此，最能验证摩尔根解释的测