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时间:2021-03-04
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1、“摩尔根果蝇实验教学中四种假设”教学摩尔根的实验:1910年,摩尔根从野生型的红眼果蝇培养瓶中发现了一只白眼的雄果蝇,这只例外的白眼雄果蝇特别引起了他的重视,他抓住这个例外不放,用它作了一系列设计精巧的实验。实验一:红眼雌蝇和这只发现的白眼雄蝇进行杂交 摩尔根用白眼雄果蝇作了果蝇杂交实验并发现后代的特点之后,提出问题:F2中红眼果蝇与白眼果蝇的数目比例是3:1,这是否符合孟德尔遗传定律?毫无疑问,3:1的特点是符合孟德尔遗传定律的,但是发现这种性状的遗传还跟性别有关,于是能推想到控制这种性状的基因在性染色体上。(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
2、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。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,且存在同源区段和非同源区段,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。)摩尔根当年按照这个思维过程思考,当他想到控制这种性状的基因在性染色体上之后,他会一下子就做出这个基因在X染色体上的假设吗?应该不会吧!如果考虑周全的话,他应该会做出那些假设呢?按常理应该会有三种假设:控制果蝇眼色的基因可能在:(1)
3、X染色体上(2)在Y染色体上(3)在XY染色体上都有。 (1)若仅位于Y染色体的非同源区段,则白眼雄蝇表示为XYb红眼雌蝇表示为XXP XX × XYb↓F1 XX × XYb ↓雌雄交配F2 XX、XYb①雌果蝇没有红、白眼色这一对相对性状。②摩尔根实验中的雄果蝇无论F1还是F2均为白眼。与客观事实和实验事实均不符,此假说不成立。 (2)若仅位于X染色体的非同源区段,则白眼雄蝇表示为XbY,红眼雌蝇表示为XBXB,摩尔根的实验可表示为下图:P XBXB× XbY ↓F1 XBXb × XBY ↓雌雄交配F2 XB
4、XB、XBXb、XBY、XbY按此假设推出的结果与实验结果符合。 (3)若位于X、Y的同源区段,则白眼雄蝇表示为XbYb,红眼雌蝇表示为XBXB,摩尔根的实验可表示为下图:P XBXB× XbYb ↓F1 XBXb × XBYb ↓雌雄交配F2 XBXB、XBXb、XBYb、XbYb按此假设推出的结果与实验结果符合。后两种假设都可以解释实验一的现象。再如何二者择一呢?用类比孟德尔所用的测交方法: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。实验二:将实验一中所得的F1中的红眼
5、雌蝇和白眼雄蝇进行杂交P: 红眼♀×白眼♂ ↓F1 红眼♀ 红眼♂白眼♀白眼♂实验结果:红眼:白眼≈1:1;雌性:雄性≈1:1F1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 (1)仅位于X染色体的非同源区段P XBXb × XbY ↓雌雄交配F1XBXb、XbXb、XBY、XbY(2)位于X、Y的同源区段P XBXb× XbYb ↓F1 XBXb、XbXb、XBYb、XbYb两种
6、假设推出的结果与实验结果都符合。 实验三:白眼雌蝇和红眼雄蝇进行杂交P 白眼♀×红眼♂ ↓F1 红眼♀ 白眼♂实验结果:红眼:白眼≈1:1;雌性:雄性≈1:1(1)仅位于X染色体的非同源区段P XbXb× XBY ↓F XBXb、XbY (2)位于X、Y的同源区段P XbXb × XBYB P XbXb × XbYB P XbXb × XBYb ↓ ↓ ↓F1 XBXb、XbYB
7、 F1 XbXb、XbYB F1 XBXb、XbYb 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。所以控制果蝇眼色的基因只位于X染色体的非同源区段,Y染色体上没有相应的等位基因。
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