摩尔根的测交实验 摩尔根果蝇杂交实验的三种假设

按常理应该会有三种假设:控制果蝇眼色的基因可能在:(1)X染色体上(2)在Y染色体上(3)在XY染色体上都有,如果他不作出这样的三种假设之后一一排除的话,别人可能就会用另外两种假设的观点反驳他!

想到这里,我的思路豁然开朗:如果将实验一的结果展示给学生,让学生进行分析,学生肯定能想到控制眼色性状的基因在性染色体上,但是不一定能得出基因由X染色体所携带这个假设。我想我的学生肯定也能想到另外两种假设,于是在课堂我是这样处理的:先展示实验一,学生回答出红眼对白眼为显性,且眼色的性状符合孟德尔定律。

但我又提示:细心的摩尔根在实验结果中又有了新的发现:眼色性状与性别有关,而分离定律不能解释性别问题。你认为控制红、白眼的基因位于什么染色体上?学生想到有可能是在性染色体上。

我再次提示:果蝇有两种性染色体,分别是X和Y,你认为控制果蝇眼色的基因是在哪条染色体上?这时让同学讨论交流,并鼓励学生进行假设。学生通过讨论后出现分歧,大部分的学生认为控制果蝇眼色的基因位于Y染色体上,有少部分的学生认为该基因在X染色体上,还有个别学生认为可能两个染色体上都有该基因。

该如何让学生推翻错误假设,得到正确结论呢?这个问题是个难点。一般来说在生物学生推翻错误假设的方法就是亲自去做实验,但是在课堂上做果蝇实验也不太现实。我想最好有一种办法能让学生自己把错误结论推翻,这样学生错得心服口服并且又记忆深刻。经过尝试,我发现可以利用刚刚学过的书写遗传图解的方式来解决这一重难点。但是这种基因型的写法是以前没接触过的,所以我先教会大家性染色体上基因的写法:

举两个例子如白眼雄蝇和红眼雌蝇

如果假设基因位于X染色体上,则白眼雄蝇表示为XbY,红眼雌蝇表示为XBXB 如果假设基因位于Y染色体上, 则白眼雄蝇表示为XYb红眼雌蝇表示为XX 如果假设基因X染色体和Y染色体上都有,则白眼雄蝇表示为XbYb,红眼雌蝇表示为XBXB

然后学生在白纸上尝试用遗传图解解释实验现象,经过尝试,大家发现“基因位于Y染色体上”的假设很明显是不正确的,而其余两种假设都可以解释实验一的现象。再如何二者择一呢?这又是一个新的难题。

我想到类比孟德尔所用的测交方法:如果Aa确实产生两种类型的配子,如何找到一组杂交实验能让A和a的基因显出来呢?应该是让其和隐性纯合子杂交。同样,如果假设控制果蝇眼色的基因在XY染色体上都有,那么一只纯合红眼雄蝇基因型应该是XBYB,如何让它产生的两种配子都显出来呢?应该是让其和隐性纯合子:白眼雌蝇杂交,这就是实验三。如何得到白眼雌蝇呢,在摩尔根所作的实验二就可以得到白眼雌蝇。

那么按照两种不同的假设,用纯合红眼雄蝇和白眼雌蝇杂交分别会得到什么样的结果呢?下面是两种不同的假设所得到的结果:

学生按照这样的方法,用不同的假设分别会得到不同的预期,那么哪一种对呢?展示下面摩尔根作的实验三的结果,结论自然显而易见。

在这个过程中,通过尝试书写遗传图解解释实验现象,不仅能提高应用遗传图解分析和解释遗传学问题的能力,还可以提高学生分析现象、推理验证和解决问题的综合思维能力。

以上教学过程的设计是以摩尔根的果蝇实验为材料,以学生的思维过程为线索进行设计,可能当初摩尔根的思路和我们想的并不完全一样,但是我觉得这种教学过程的设计有利于引起学生探究过程中的矛盾冲突,便于突破教学重点和难点。