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运用“假说—演绎法”进行摩尔根实验的教学（一）

2009-05-08 16:35阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1053085915

一、摩尔根实验回顾
1910年5月，在摩尔根果蝇室的一群红眼果蝇中出现了一只白眼雄果蝇。为了研究白眼性状是如何遗传的，他做了下面的实验：

摩尔根观察到了白眼性状的遗传和性别相联系，并且以科学家极其敏锐的眼光注意到白眼的遗传与白眼雄果蝇中X染色体的遗传走向相似，而与Y染色体的遗传走向不一致。于是，摩尔根直截了当地提出假设：控制白眼的基因位于X染色体上，而Y染色体上没有它的等位基因。
按此假说，首先他的实验现象可以合理解释为下图：


运用“假说—演绎法”进行摩尔根实验的教学（一）
图2
其次，按此假说可知，F1 的红眼雌果蝇应为杂合子，这是F2 出现白眼雄果蝇的关键原因，因此，若用它和白眼雄果蝇交配的话，则子代预计应该出现4种表现型：红眼雌蝇、白眼雌蝇、红眼雄蝇、白眼雄蝇，比例为1：1：1：1（图3）：


运用“假说—演绎法”进行摩尔根实验的教学（一）图3
摩尔根做了F1红眼雌蝇和最初出现的那只白眼雄蝇的回交实验（即测交），与预测的结果完全吻合。
再次，按此假说可知红眼雄果蝇只能表示为XBY，若用F1的红眼雄果蝇和白眼雌果蝇交配（测交），则子代预计应该出现：雌蝇都是红眼，雄蝇都是白眼（图4）：


运用“假说—演绎法”进行摩尔根实验的教学（一）图4
此实验非常关键，因为若Y染色体上也有决定眼色的基因的话，则红眼雄果蝇可以表示为XBXB、XBYb、XbYB ，和白眼雌果蝇交配会出现三种可能的结果。摩尔根任意选择红眼雄果蝇和白眼雌果蝇交配，结果都只出现了子代雌蝇都是红眼、雄蝇都是白眼这一种情况，与图4的预期结果完全符合。
摩尔根还设计了其他的实验来验证他的假设，而以上面两个测交实验最为关键。
二、 用“假说—演绎法”进行摩尔根实验的教学
作为现代科学研究中常用的一种科学方法，“假说—演绎法”的流程可以表达为下图：

图5
摩尔根以一个科学家敏锐的观察和分析能力，将这种方法应用得得心应手。但对于学生来讲，直接照搬摩尔根实验的过程讲授显然不易接受。抓住“假说—演绎法”这个关键，采用以下几个步骤来分析摩尔根实验，似乎更合适。
教学流程1：判定显隐
图1中F1全为红眼，F2出现了白眼，说明这一对相对性状中红眼是显性、白眼是隐性。
教学流程2：否定在常染色体上
若这一对等位基因在常染色体上，则摩尔根的实验可以表示为下图：


运用“假说—演绎法”进行摩尔根实验的教学（一）图6
F2的表现与实验结果的“白眼性状的表现与雄性相联系”不符合，不能解释已知实验结果，这一对等位基因在常染色体上不成立。
教学流程3：在性染色体上的情况分析
由于白眼性状的表现总是与性别相联系，又否定了在常染色体上，自然学生容易想到假定这一对等位基因在性染色体上，此时可给出下图：
简单讲述X、Y这一对同源染色体与通常的同源染色体的不同，学生可以归纳出决定红、白眼的基因位于性染色体上的三种可能：
①X、Y的同源区段（学生最易想到），
②仅在Y的非同源区段，
③仅在X的非同源区段。
（1）若位于X、Y的同源区段，则摩尔根的实验可表示为下图


运用“假说—演绎法”进行摩尔根实验的教学（一）图8
按此假设推出的结果与实验结果符合。
同时，在该假设下，果蝇的基因型应表示为：
表1 运用“假说—演绎法”进行摩尔根实验的教学（一）
为了检测红果蝇的基因组成，若分别对红眼雄果蝇和雌果蝇进行测交，则预计应得到如下结果：
表2

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