对摩尔根果蝇杂交实验的疑问与解惑

基于科学史的摩尔根果蝇杂交实验再探究人教版高中生物学必修2第2章第2节“基因在染色体上”的主要内容是摩尔根如何通过实验巧妙的证明“基因在染色体上”。

通过实际听课及对本节课教学案例的搜集与分析，发现在实际教学过程中存在一些问题。

本文在梳理常见问题的基础上，对科学史进行了深入挖掘，为一线教师更好的开展基于科学史的实验教学提供思路和借鉴。

1 摩尔根果蝇杂交实验教学中存在的问题1.1 对果蝇杂交实验的历史路径认识不清晰新教材P31（旧教材P29）描述“后来他们又通过测交等方法，进一步验证了这些解释”。

但教材并未说明摩尔根做了哪些测交，导致教师在讲授这部分内容时，忽略科学史发展的真正路径，错误的从已知出发，引导学生做出假设进行推断。

比如，介绍完摩尔根的果蝇杂交实验现象后，就让学生尝试按照①眼色基因仅位于Y染色体上；②眼色基因仅位于X染色体上；③眼色基因位于X、Y染色体的同源区段上的3种假设在染色体上标注基因（如W表示X染色体上的红眼基因，w表示X染色体上的白眼基因），解释摩尔根的实验现象。

实际上，摩尔根在实验过程中并未面临过这样的问题，并不存在同时提出这三种假设然后一一排除，最终保留正确假设的过程。

这样做不仅不符合科学史，也造成了推理环节的缺失，让学生对实验本质的理解出现障碍，从而使这个知识点成为学生学习的难点。

1.2 对教材理解不透彻，缺乏科学思维的引导教师之所以对实验的真实过程认识不清晰，有一个重要原因就是对教材中的某些关键表述没有深入理解。

比如新教材P31“由于白眼的遗传和性别相联系，而且与X 染色体的遗传相似，于是摩尔根及其同事设想.....”，通过什么实验确定白眼的遗传一定与性别相联系呢？何为与X染色体的遗传相似？这句话的背后是摩尔根做出假设的依据，不能理解这句话的含义，就会出现上述的第一个问题。

再比如，不乏有教师在讲本实验的测交实验时，单纯的以验证“控制眼色的基因位于X染色体上”为目的，错误的认为：如果用F1中的红雌与白雄测交，那么后代出现的四种表现型（红眼雌蝇，白眼雌蝇，红眼雄蝇，白眼雄蝇）的比例为1：1：1：1，是不能判断眼色基因与X染色体的关系，所以摩尔根的测交实验并没有这一组。

摩尔根果蝇杂交实验的科学逻辑思维摩尔根果蝇杂交实验是遗传学领域的经典实验之一，由美国遗传学家托马斯·亨特·摩尔根在20世纪初开展。

这个实验通过对果蝇的杂交繁殖，研究了基因的遗传规律和遗传变异等重要问题，为遗传学奠定了基础。

本文将从科学逻辑思维的角度，详细介绍摩尔根果蝇杂交实验的步骤和结果，并探讨实验的科学意义。

摩尔根果蝇杂交实验的步骤非常关键。

实验首先要选择具有明显表型差异的果蝇品系，比如黑色和白色的眼睛。

然后，将黑色眼睛的雄性果蝇与白色眼睛的雌性果蝇进行交配，得到F1代。

在F1代中，所有的个体都具有黑色眼睛，这是由于黑色眼睛的基因是显性遗传。

接下来，将F1代中的雄性果蝇与白色眼睛的雌性果蝇进行交配，得到F2代。

在F2代中，黑色眼睛和白色眼睛的果蝇比例大约是3：1，这是由于黑色眼睛和白色眼睛的基因是隐性遗传。

通过对F2代果蝇的统计分析，可以得出基因的遗传比例和遗传规律。

摩尔根果蝇杂交实验的结果是令人惊讶的。

通过大量的实验数据，摩尔根发现了果蝇眼睛颜色遗传的异常规律。

在实验中，摩尔根发现了一些罕见的果蝇，它们的眼睛颜色不同于普通的黑色和白色。

进一步的研究揭示，这些异常的果蝇携带了基因突变，导致了眼睛颜色的变异。

这个发现引起了科学界的广泛关注，为后续的突变研究提供了重要线索。

摩尔根果蝇杂交实验的科学意义非常重大。

首先，通过实验可以得出基因的遗传比例和遗传规律，揭示了基因在遗传中的作用。

这对于理解遗传学的基本原理和遗传疾病的发生机制具有重要意义。

其次，实验中发现的突变现象为突变研究提供了模型和方法，为遗传变异的机制和效应提供了实验依据。

此外，摩尔根果蝇杂交实验还为遗传学研究提供了新的思路和方法，为后续的遗传学研究提供了指导。

总结起来，摩尔根果蝇杂交实验以其科学逻辑思维和严谨的实验设计，揭示了基因的遗传规律和遗传变异等重要问题。

实验的步骤和结果为遗传学研究提供了重要线索和实验依据，具有重大的科学意义。

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。

2019-2020年高二生物对摩尔根果蝇杂交实验的分析及教学策略1.对教材内容的分析1903年，美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞作为实验材料，研究精子和卵细胞的形成过程。

他发现了减数分裂过程中，基因和染色体的行为的一致性，所以萨顿用类比推理的方法提出假说：基因在染色体上。

但是类比推理的出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。

接下来，美国生物学家摩尔根用果蝇杂交实验为基因位于染色体上提供了证据。

摩尔根选用果蝇作为实验材料的原因：果蝇是一种昆虫，有体小、繁殖快、生育力强、饲养容易等优点。

1909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。

摩尔根首先做了实验一：P 红眼（雌）×白眼（雄）↓F1红眼（雌、雄）↓F1雌雄交配F2红眼（雌、雄）白眼（雄）3/4 1/4从实验一中，不难看出F1中，全为红眼，说明红眼对白眼为显性，而F2中红眼和白眼数量之比为3:1，这也是符合遗传分离规律的，也表明果蝇的红眼和白眼由一对等位基因来控制。

所不同的是白眼性状总与性别相关联。

如何解释这一现象呢？摩尔根认为，既然果蝇的眼色遗传与性别相关联，说明控制红眼和白眼的基因在性染色体上。

在20世纪初期，生物学家对于果蝇的性染色体有了一定的了解。

果蝇是XY型性别决定的生物，果蝇的Y染色体比X染色体长一些。

X染色体和Y染色体上的片段可以分为三个区段：X染色体上的非同源区段、Y染色体上的非同源区段和同源区段。

（如下图）。

在雌果蝇中，有一对同型的性染色体XX，在雄果蝇中，有一对异型的性染色体XY。

那果蝇的眼色基因到底在哪里呢？是在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中哪个区段上呢？教材出示了摩尔根的假设，他认为：控制白眼性状的隐性基因由X染色体所携带，Y染色体上不带有白眼基因的等位基因，即控制果蝇眼色的基因在Ⅰ区段上。

之后摩尔根用这个假设合理的解释了他所得到的实验现象即实验一。

摩尔根果蝇杂交实验问题的生成与解析
摩尔根果蝇杂交实验是一种用于研究遗传学的实验，它是由英国科学家威廉·摩尔（William Morgan）在1910年发明的。

它的目的是研究遗传物质的结构和功能，以及它们如何在细胞中传递。

摩尔根果蝇杂交实验的基本原理是，将两种不同的果蝇（Drosophila melanogaster）杂交，以观察它们的后代的特征。

果蝇有两种形式：红眼和白眼。

红眼是一种遗传特征，它是由一种叫做“红眼”的基因所决定的，而白眼是由另一种叫做“白眼”的基因所决定的。

在摩尔根果蝇杂交实验中，科学家将一只红眼果蝇和一只白眼果蝇杂交，以观察它们的后代的特征。

结果发现，第一代后代中有一半是红眼，另一半是白眼，这表明红眼和白眼是由不同的基因决定的。

此外，第二代后代中有三分之一是红眼，三分之二是白眼，这表明红眼和白眼是由同一种基因决定的。

摩尔根果蝇杂交实验的结果表明，遗传物质是由一种叫做“基因”的物质所决定的，而基因又是由一种叫做“DNA”的物质所决定的。

这一发现为科学家们提供了一种新的方法来研究遗传物质的结构和功能，以及它们如何在细胞中传递。

总之，摩尔根果蝇杂交实验是一种重要的实验，它为科学家们提供了一种新的方法来研究遗传物质的结构和功能，以及它们如何在细胞中传递。

它也为科学家们提供了一种新的方法来研究基因的结构和功能，以及它们如何在细胞中传递。

摩尔根果蝇杂交实验的科学逻辑思维“摩尔根果蝇杂交实验的科学逻辑思维”，是传说中最重要的遗传学实验之一。

该实验在遗传学领域中具有非凡的影响力，被誉为遗传学之父。

我将在这篇文章中探讨该实验的科学逻辑思维，分为以下几个方面：一、科学提问的重要性在任何实验中，科学提问都是非常重要的。

摩尔根对果蝇的实验中，他提出了一个问题：“为什么活生生的个体的基因排列规律可以遵守孟德尔遗传定律？”这个问题瞩目于基因排列规律，使摩尔根思考基因遗传定律的某些矛盾和不协调的现象。

同时，这个问题也推动了科学研究方法的进一步发展，引导着更多的科学研究人员去探索和解答更多的科学问题。

二、理性推测的重要性在实验开始之前，科学家会对实验可能出现的结果进行推测。

这种推测需要基于理性和精确的思考，对实验中可能出现的结果加以合理的分析。

摩尔根提出了这样一个推测：如果果蝇的眼睛颜色是由基因控制的，那么将不同的眼睛颜色的果蝇进行杂交，将会得到混合性别的后代。

实验结果表明，理性的推测正是如此：杂交产生了不同眼睛颜色的果蝇后代，证明了果蝇的眼睛颜色是由基因控制的。

三、数据和结果的分析在实验中，数据和结果的分析是不可或缺的。

科学家需要对实验结果进行有条理和系统的分析。

在摩尔根的实验中，他对果蝇的眼睛颜色以及数量进行了统计和分析，从而得出的结论是：果蝇的眼睛颜色是由基因控制的。

同时，他还观察到了某些特殊现象，这些现象之后被解释为遗传变异。

四、推广和应用在整个实验过程中，从科学提问，推测，数据的分析，到最后的结论，这些都是科学发现过程中的重要步骤。

科学家不仅探索出了果蝇基因遗传定律，并将其推广到其他生物和人类遗传学领域。

总之，摩尔根的果蝇杂交实验，不仅是一个成功的实验，更是一种科学思维模式。

它的科学逻辑思维，引导了后来的科学研究者如何进行科学研究，如何提出问题和解决问题。

从而开启了遗传学这一广阔而神奇的领域。

接下来，美国生物学家摩尔根用果蝇杂交实验为基因位于染色体上提供了证据。摩尔根选用果蝇作为实验材料的原因：果蝇是一种昆虫，有体小、繁殖快、生育力强、饲养容易等优点。1909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。
摩尔根果蝇实验中，白眼基因为什么不能在Y染色体上
对摩尔根果蝇杂交实验的分析及教学策略
湖北省武汉市黄陂区第一中学 段志军
湖北省武汉市黄陂区第四中学 张惠敏
1.对教材内容的分析
1903年，美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞作为实验材料，研究精子和卵细胞的形成过程。他发现了减数分裂过程中，基因和染色体的行为的一致性，所以萨顿用类比推理的方法提出假说：基因在染色体上。但是类比推理的出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。
可知基因在Ⅱ区段上，可以解释实验一。
实验二：将实验一中所得的F1中的红眼雌蝇和白眼雄蝇进行杂交。
P XBXb(红、雌)×XbYb(白、雄)
↓
F1 XBXb(红、雌) XbXb(白、雌) XBYb（红、雄）XbYb(白、雄)
可知基因在Ⅱ区段上，可以解释实验二。
实验三：将实验二所得白眼雌蝇和红眼雄蝇进行杂交。
我在设计之初也想按照课本思路进行授课，也听过类似思路的课，而且我发现大家的处理都是在引导学生发现果蝇眼色的遗传符合孟德尔规律，跟性别有关之后，教师就出示了摩尔根的假设，之后用假设来解释他所做的实验。这种处理方式使得科学家经过那么艰难的思维过程才得出的结论现在被我们不费任何力气就得到了，这个过程好像“太容易了”，感觉没有充分利用好这个实验，而且设计过程没有真正引导学生去探究，也没有引起学生学习过程中的矛盾冲突，那么到底应该怎么设计才能充分利用好这个实验，让学生充分探究呢？为引导学生重演摩尔根当年的思维过程，我进行了如下的教学尝试：

浅析摩尔根果蝇杂交实验123从1909年开始，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。

一天，他偶然在一群红4眼果蝇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5视，白眼性状是如何遗传的？因此摩尔根用它作了一系列的实验。

678P 红眼（雌）×白眼（雄）910↓1112F1 红眼（雌、雄）1314↓F1雌雄交配1516F2 红眼（雌、雄）白眼（雄）17183/4 1/41920图12122实验一：用红眼雌果蝇和白眼雄果蝇杂交，所得F1无论雌雄均为红眼，F1雌雄23个体间杂交，F2中红眼果蝇有雌性也有雄性，白眼果蝇只有雄性。

遗传图解如图241。

2526从实验结果不难看出子一代（F1）中，全为红眼，说明红眼对白眼为显性，而27子二代（F2）中红眼与白眼果蝇的数量比为3:1，这样的遗传表现符合孟德尔的分28离定律，表明果蝇的红眼和白眼是受一对等位基因控制的。

所不同的是白眼性状29总和性别相联系。

如何解释这一现象呢？303132摩尔根认为，既然果蝇的眼色遗传与性别相关联，说明控制红眼和白眼的基因33在性染色体上。

在20世纪初期，生物学家对于果蝇的性染色体有了一定的了解，34果蝇是XY型性别决定的生物（在雌果蝇中，这对性染色体是同型的，用XX表35示；在雄果蝇中，这对性染色体是异型的，用XY表示，如图2）3637，果蝇的Y染色体比X染色体长一些。

X染色体和Y染色体上的片段可以分为三38个区段：X染色体上的非同源区段Ⅰ、Y染色体上的非同源区段Ⅲ和X、Y染色体39上的同源区段Ⅱ（如图3）。

404142那控制果蝇眼色的基因到底在哪呢？即是在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区段中的哪个区段43上呢？4445教材中，摩尔根及其同事设想了，若果蝇控制白眼性状的基因（用w表示）在X 46染色体上，而Y染色体上不含有白眼基因的等位基因，即控制果蝇眼色的基因在47Ⅰ区段（X染色体的非同源区段）上。

摩尔根用这个设想合理的解释了他所得到的48实验现象即实验一，后来通过测交实验进行了验证。

2）次 级 后 代 的 细 胞 学 研 究 表 明 雌 性 为 XXY， 雄 性 为 XY，与 推 理 相 符 ；
3）例外白眼雌蝇的子一代红眼雌蝇一半为 XXY，一 半 为 XX，与 镜 检 结 果 一 致 ；
4）例外白眼雌蝇的子一代白眼雄蝇中也将产 生 例 外 的 后 代 ， 这 些 白 眼 雄 蝇 都 是 XYY， 这 个 结 果也同样得到了证实。
↓
F1 XW Xw（ 红 眼 雌 蝇 ）
Xw Y（ 白 眼 雄 蝇 ）
正是这一关键实验现象促使摩尔根及其同事
设想控制眼色的基因只位于 X 染色体上，果蝇的
白眼性状遗传与性别有关，绞花遗传，或者是外祖
父的性状通过女儿而在外孙女身上表现， 或者女
儿像父亲，儿子像母亲，这种遗传方式，叫做伴性
遗 传 ［9］。
通过上述系列问号的解决， 回顾了摩尔根经
典果蝇实验的完整历程， 同时领略了伟大科学家
刻苦严谨的精神，值得学习。
主要参考文献
1 刘 祖 洞 . 遗 传 学 . 第 2 版 . 北 京 : 高 等 教 育 出 版 社 ,2003:120. 2 吴 相 钰.陈 阅 增 普 通 生 物 学.北 京:高 等 教 育 出 版 社,2006:242. 3 ［美］ 摩尔根. 基因论. 卢惠霖译. 北京: 北京大学出版社,
XWXW
XwYw
↓
F1
XWXw
红眼雌蝇
XWYw 红眼雄蝇
F2 表型
XWXW 红眼雌蝇
↓F1 相 互 交 配
XWXw
XWYw
红眼雌蝇 红眼雄蝇
XwYw 白眼雄蝇
假设 X 与 Y 同源区段都有控制眼色基因，以
上方法 1 的测交实验结果是：
F1 红 眼 雌 蝇

交实验还不能证明基因只位于 X 染色体上，还是位
于 X 和 Y 染色体的同源区段上，还必须由其他杂交
实验结果来说明问题。事实上，摩尔根将通过测交实
验所得到的白眼雌蝇和一个毫无血缘关系的、取自另
一原种瓶的纯种红眼雄蝇杂交，预期结果：① 若子代
中雌蝇全为红眼，雄蝇全为白眼，则证明控制白眼的
基因只位于 X 染色体上；② 若子代全为红眼果蝇，
第 29 卷第 7 期 2013 年
中学生物学 Middle School Biology
文件编号：1003 － 7586（2013）07 － 0003 － 02
Vol．29 No．7 2013
摩尔根的果蝇杂交实验的再探讨
王龙群 （安徽省蒙城县第一中学 安徽亳州 233500）
人教版必修 2 教科书 P28～29 的“基因位于染色
从这个实验可以发现，就果蝇红眼与白眼这一对
相对性状来看，F1 全是红眼，F2 红眼和白眼之间的数
量比是 3∶1。这样的遗传表现符合分离定律，表明果蝇
的红眼和白眼是受一对等位基因控制的。所不同的是
白眼性状的表现，总是与性别相联系。如何解释这一
现象呢？
摩尔根及其同事提出了控制白眼的基因（用 b 表
示）在 X 染色体上，而 Y 染色体不含有它的等位基因
的假说，就可以合理地解释上述遗传现象。图解如图
2 所示。
P
红眼（雌）XBXB × XbY 白眼（雄）
↓
F1
红眼（雌）XBXb × XBY 红眼（雄）
↓
F2
XBXB
XBXb
XBY
XbY
红眼（雌） 红眼（雌） 红眼（雄） 白眼（雄）
1∶1
∶1∶1

摩尔根果蝇杂交实验的知识点一、实验背景。

在遗传学发展早期，对于基因在染色体上的位置关系等问题还存在诸多未知。

摩尔根以果蝇为实验材料进行杂交实验，为遗传学的发展奠定了重要基础。

果蝇具有繁殖快、易于饲养、相对性状明显等优点，是理想的遗传学实验材料。

二、实验过程。

1. 选择亲本。

- 摩尔根选用了红眼雌果蝇（野生型，基因型设为X^WX^W）和白眼雄果蝇（突变型，基因型设为X^wY）进行杂交。

2. F1代的产生。

- 按照孟德尔的遗传规律，如果基因位于常染色体上，红眼雌果蝇（X^WX^W）和白眼雄果蝇（X^wY）杂交，后代应该雌雄表现型相同。

但实际杂交结果是，F1代全为红眼果蝇。

- 从性染色体的角度分析，F1代果蝇的基因型为X^WX^w（红眼雌果蝇）和X^WY（红眼雄果蝇）。

这表明红眼对白眼为显性性状，而且这个性状的遗传与性别有关，初步推测控制眼色的基因位于性染色体上。

3. F1代自交得到F2代。

- 让F1代的红眼雌果蝇（X^WX^w）和红眼雄果蝇（X^WY）相互交配。

- 根据基因的分离定律和伴性遗传规律，F2代的基因型和表现型情况如下：- 雌性果蝇：X^WX^W（红眼）：X^WX^w（红眼） = 1:1。

- 雄性果蝇：X^WY（红眼）：X^wY（白眼） = 1:1。

- 在F2代中，红眼果蝇与白眼果蝇的比例为3:1，但白眼果蝇全部为雄性，这进一步证明了控制果蝇眼色的基因位于X染色体上，而Y染色体上没有相应的等位基因。

三、实验结论。

1. 证明了基因位于染色体上。

- 摩尔根通过果蝇杂交实验，将特定的基因（控制眼色的基因）和特定的染色体（X染色体）联系起来，为基因在染色体上这一理论提供了有力的实验证据。

2. 发展了伴性遗传理论。

- 该实验揭示了伴性遗传的特点，即某些性状的遗传与性别相关联。

在果蝇眼色遗传中，控制眼色的基因位于X染色体上，所以表现出在后代中不同性别的果蝇眼色表现型比例有所差异的现象。

对摩尔根果蝇杂交实验的分析及教学策略（转载）1.对教材内容的分析1903年，美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞作为实验材料，研究精子和卵细胞的形成过程。

他发现了减数分裂过程中，基因和染色体的行为的一致性，所以萨顿用类比推理的方法提出假说：基因在染色体上。

但是类比推理的出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。

接下来，美国生物学家摩尔根用果蝇杂交实验为基因位于染色体上提供了证据。

摩尔根选用果蝇作为实验材料的原因：果蝇是一种昆虫，有体小、繁殖快、生育力强、饲养容易等优点。

1909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。

摩尔根首先做了实验一：P 红眼（雌）×白眼（雄）↓F1红眼（雌、雄）↓F1雌雄交配F2红眼（雌、雄）白眼（雄）3/4 1/4从实验一中，不难看出F1中，全为红眼，说明红眼对白眼为显性，而F2中红眼和白眼数量之比为3:1，这也是符合遗传分离规律的，也表明果蝇的红眼和白眼由一对等位基因来控制。

所不同的是白眼性状总与性别相关联。

如何解释这一现象呢？摩尔根认为，既然果蝇的眼色遗传与性别相关联，说明控制红眼和白眼的基因在性染色体上。

在20世纪初期，生物学家对于果蝇的性染色体有了一定的了解。

果蝇是XY型性别决定的生物，果蝇的Y染色体比X染色体长一些。

X染色体和Y染色体上的片段可以分为三个区段：X染色体上的非同源区段、Y染色体上的非同源区段和同源区段。

（如下图）。

在雌果蝇中，有一对同型的性染色体XX，在雄果蝇中，有一对异型的性染色体XY。

对摩尔根果蝇杂交实验的思考作者：王小云来源：《理科考试研究·高中》2015年第04期高中生物必修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.一、疑问：本节所说的“白眼的遗传与X染色体遗传相似”是什么意思？1.问题来源教材29页：由于白眼的遗传和性别相联系，而且与X染色体的遗传相似，于是，摩尔根及其同事设想……什么原因让摩尔根将果蝇眼色遗传联系上X染色体？摩尔根所认为的白眼的遗传与X染色体遗传相似是什么意思？我们渴望探寻摩尔根的思维过程.2.问题分析查阅资料显示，很多资料都描述了用F3的白眼雌蝇与红眼雄蝇交配的实验，而且都认为这是一个关键实验，教师教学用书也是如此描述：这三个实验中，以第二个实验最为关键.关键在何处？仔细分析，豁然开朗.图解如下：P 白眼雌蝇 ×红眼雄蝇↓F1 红眼雌蝇白眼雄蝇根据史蒂文斯的研究结果已知果蝇性别决定方式，雌果蝇有两条X染色体，雄果蝇有XY.雄性后代从母本得到一条X染色体，从父本得到一条Y染色体；雌性后代分别从亲本各得到一条X染色体.从以上图解可知，雄性后代从母本得到白眼性状，雌性后代从父本得到红眼性状.正是这一关键实验现象促使摩尔根及其同事设想控制眼色的基因只位于X染色体上.事实上，该结论的提出也是渐进过程，在此不再赘述，有兴趣可查阅《遗传学的先驱摩尔根评传》.反思教材的设计，此处也可以作为培养学生思维的又一素材，可以引导学生去分析探究.通过以上问题的解决，让我对遗传学早期的发展有了更加真实完整的认识.科学家丰富的想象力、勇于质疑和勤奋实践的探索精神有很强感染力，教材中“科学家的故事”栏目应该多一些介绍，对教师对学生都会产生很好的教育.另外，我感到善于抓住反馈的问题进行研究，是提高自身的重要途径，也是实现将教材、学生、教师作为教学素材的一个重要途径.二、疑问：开始发现的白眼果蝇进行几次交配？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.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.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“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.方面、多角度、全方位地思考和分析问题，从而培养学生的发散思维能力.比如，实验教学，教师应有计划、有步骤地从演示实验、教师指导下的验证性实验过渡到学生的自主性实验，进一步给实验目的、实验器材和材料的设计型实验；从教师指导下的实验现象观察、学会分析和解释现象，过渡到自己发现问题、讨论并解决问题.在实验中让学生充分发展自己的个性，为学生创造一个展示自己独特见解的机会，进而为学生形成创新思维能力打下良好的基础.但我们应当清醒地认识到长期的灌输式教学，使一部分学生在学习上养成了等、靠、背的“恶习”，学习往往缺乏主动性和积极性，对生物学知识的学习往往只见树木不见森林，忽视问题的方方面面.综上所述，在学习生物高考大纲的基础上，突出能力的培养，在选择题目时，立意于能力，注重学生对知识分析和运用，但又不忽略基础知识的复习，生物教学中始终以培养学生思维能力为出发点，改变教法，消除了以满堂灌、简单地重复知识来扼杀学生的思维能力和以题海战术来泯灭学生的思维分析能力的传统复习方法，重视了学生能力的培养，全面提高了学生的素质.。

摩尔根果蝇杂交实验演绎推理的过程让我们了解一下摩尔根果蝇实验的背景。

摩尔根果蝇是一种常见的研究模式生物，其遗传特性相对简单且易于繁殖。

在早期的遗传研究中，摩尔根实验为基因遗传的研究提供了重要的实验依据。

在摩尔根果蝇杂交实验中，我们选择了两个不同性状的果蝇进行杂交。

假设我们选择了一个红眼的雄性果蝇（RR）和一个白眼的雌性果蝇（ww）。

红色眼睛是一种显性性状，而白色眼睛是一种隐性性状。

第一步是将红眼的雄性果蝇与白眼的雌性果蝇进行杂交。

结果显示，所有的F1代果蝇都是红眼的。

这意味着红色眼睛的性状在这个实验中是显性的，而白色眼睛是隐性的。

接下来，我们需要观察F1代红眼果蝇的基因型。

为了确定这一点，我们进行了自交实验，即将F1代红眼果蝇之间进行杂交。

结果显示，F2代果蝇中有红眼的和白眼的两种表型。

这意味着F1代红眼果蝇中存在着红眼和白眼两种基因型。

为了更好地理解F2代果蝇的基因型，我们使用了摩尔根提出的连锁互换理论。

连锁互换是指两个基因位点之间的遗传关系，基因位点越接近，连锁互换的频率越低。

我们假设红眼基因位于染色体上的A位点，而白眼基因位于B位点。

通过连锁互换实验，我们发现F2代果蝇中红眼和白眼的比例为3:1，这表明这两个基因位点之间相距较远。

进一步的实验表明，F2代红眼果蝇中，有25%的果蝇表现为红眼红眼基因型（AA），50%的果蝇表现为红眼白眼基因型（AB），以及25%的果蝇表现为白眼白眼基因型（BB）。

通过这些实验结果，我们可以得出以下推理过程：红眼果蝇（RR）和白眼果蝇（ww）杂交会产生红眼的F1代果蝇。

而F1代果蝇之间的杂交会产生红眼和白眼的F2代果蝇，比例为3:1。

进一步的分析表明，红眼果蝇的基因型为AA，白眼果蝇的基因型为BB，而红眼白眼果蝇的基因型为AB。

通过这个推理过程，我们可以深入了解基因遗传和遗传规律。

摩尔根果蝇杂交实验为我们提供了一种可靠的方法来研究基因的传递和表达方式。

这对于遗传学的发展和进步具有重要意义，也为今后更深入的研究奠定了基础。

摩尔根白眼果蝇杂交实验的难点突破云南省大理新世纪中学（671000）刘永生云南省祥云县第一中学（672100）张洪芬关键词：摩尔根基因染色体性别决定果蝇1.摩尔根白眼果蝇杂交实验的常规教学设计思路及其问题人教版基因在染色体上这一节在教学设计上相对困难，尤其是摩尔根白眼果蝇的杂交实验更是设计的难点。

最难的就在于摩尔根为什么直接提出假设：控制白眼性状的基因位于X 染色体上，Y染色体上没有对应的基因。

实际教学中笔者见到过两种处理方式，一种就是直接给出这个假设进行教学，这固然是可以的，但是随之带来的问题是，摩尔根后来的所有实验都可以用Y染色体上有隐性基因来解释。

而这明显和假设中的Y染色体上没有对应基因不一致。

另一种处理方法是直接提出很多种假设，比如基因在X染色体上而不在Y染色体上，基因同时存在于X和Y染色体上等等。

这种枚举的方式看似合理，但是做出这种假设的前提已经默认基因在染色体上了，接下来所做的从逻辑上讲仅是循环论证。

而且如果需要枚举，你需要排除各种可能性，比如基因在细胞质、基因在细胞膜或者属于核质互作等等，而细胞质遗传以及核质互作等都是后来的研究成果，摩尔根那个时代根本不清楚，也无从谈起排除这些可能性。

2.摩尔根白眼果蝇杂交实验的假设中为什么忽视了Y染色体那么摩尔根是如何说服其他科学家相信控制果蝇白眼性状的基因是位于X染色体上呢？在那篇划时代的论文中，摩尔根这样说到“…half of the spermatozoa carry a sex factor X，the other half lack it，i.e.，the male is heterozygous for sex”[1]。

这里摩尔根明确指出了雄性果蝇产生两种精子，一种含有一个X，一种不含有X，也就是说雄性果蝇可以视作是杂合的。

这里不禁有人要问：果蝇的性别决定中，摩尔根为什么选择性忽视了雄性中的Y染色体呢？实际情况是这样的，果蝇的性别决定不是人那样取决于有无Y 染色体，而是取决于X染色体的数量，有一条X染色体的将表现为雄性，有两条X染色体的将表现为雌性，例如XO和XY在在果蝇中都表现为雄性，XX和XXY都表现为雌性。

教育新探基于科学史对经典实验的思考——以摩尔根果蝇杂交实验为例■党茹摘要：笔者在实际教学教研过程中，就摩尔根的果蝇杂交实验中如何理解果蝇的白眼性状遗传与X染色体遗传相似、摩尔根通过哪次测交进一步验证了假设等2个方面着手，尝试钻研再现摩尔根经典实验的科学背景，还原经典实验路径，解决实验关键环节疑惑。

关键词：果蝇杂交实验；假说演绎；科学思维人教版高中生物必修２《遗传与进化》第２章第2节“基因在染色体上”的主要内容是摩尔根通过实验巧妙地证明“基因在染色体上”。

笔者发现在实际教学过程中存在一些困惑与问题。

在梳理常见问题的基础上，通过翻阅文献资料和分析理解，对科学史进行了深入挖掘，尝试钻研再现摩尔根经典实验的科学背景，还原经典实验路径，解决实验关键环节疑惑。

一、疑惑1：如何理解果蝇的白眼性状遗传与X染色体遗传相似？1.疑惑来源：教材P29：“由于白眼的遗传和性别相联系，而且与X染色体的遗传相似，于是，摩尔根及其同事设想……”摩尔根是通过什么实验确定白眼的遗传一定与性别相联系呢？什么原因让摩尔根将果蝇眼色遗传联系上X染色体？摩尔根所认为的白眼的遗传与X染色体的遗传相似是什么意思？2.疑惑分析：实际上，查阅文献显示，很多文献都描述了摩尔根在得到了F2代果蝇之后，再让F2近交获得了白眼雌果蝇的纯系，说明白眼基因不是只与雄性相关。

为了证实白眼基因与性染色体的关系，随后他进行了针对亲本杂交实验的反交实验。

正、反交结果的不同，为基因位于性染色体上或者和性别相关提供了有利证据。

同时，摩尔根敏锐地注意到在反交实验中白眼突变性状遗传方式的特殊性：只能从母亲遗传给儿子而绝不会从父亲传给儿子，即“交叉遗传”。

正是这一关键实验现象促使摩尔根及其同事设想控制眼色的基因只位于X染色体上，果蝇的白眼性状遗传与性别有关，像这样外祖父的性状通过女儿而在外孙女身上表现，或者女儿像父亲，儿子像母亲，这种遗传方式，叫做伴性遗传。

二、疑惑2：摩尔根通过哪次测交进一步验证了假设？1.疑惑来源：教材P29中提道：“后来他们又通过测交等方法，进一步验证了这些解释。

浅析摩尔根果蝇杂交实验黄柏丽（河北省滦平县第一中学 068250）从1909年开始，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。

一天，他偶然在一群红眼果蝇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，白眼性状是如何遗传的？因此摩尔根用它作了一系列的实验。

实验一：用红眼雌果蝇和白眼雄果蝇杂交，所得F 1无论雌雄均为红眼，F 1雌雄个体间杂交，F 2中红眼果蝇有雌性也有雄性，白眼果蝇只有雄性。

遗传图解如图1。

从实验结果不难看出子一代（F 1）中，全为红眼，说明红眼对白眼为显性，而子二代（F 2）中红眼与白眼果蝇的数量比为3:1，这样的遗传表现符合孟德尔的分离定律，表明果蝇的红眼和白眼是受一对等位基因控制的。

所不同的是白眼性状总和性别相联系。

如何解释这一现象呢？摩尔根认为，既然果蝇的眼色遗传与性别相关联，说明控制红眼和白眼的基因在性染色体上。

在20世纪初期，生物学家对于果蝇的性染色体有了一定的了解，果蝇是XY 型性别决定的生物（在雌果蝇中，这对性染色体是同型的，用XX 表示；在雄果蝇中，这对性染色体是异型的，用XY 表示，如图2），果蝇的Y 染色体比X 染色体长一些。

X 染色体和Y 染色体上的片段可以分为三个区段：X 染色体上的非同源区段Ⅰ、Y 染色体上的非同源区段Ⅲ和X 、Y 染色体上的同源区段Ⅱ（如图3）。

那控制果蝇眼色的基因到底在哪呢？即是在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区段中的哪个区段上呢？教材中，摩尔根及其同事设想了，若果蝇控制白眼性状的基因（用w 表示）在X 染色体上，而Y 染色体上不含有白眼基因的等位基因，即控制果蝇眼色的基因在Ⅰ区段（X 染色体的非同源区段）上。

摩尔根用这个设想合理的解释了他所得到的实验现象即实验一，后来通过测交实验进行了验证。

但是难免会让人产生疑问：摩尔根怎么如此“草率”地认为控制眼色的基因在Ⅰ区段上？基因不可能在Ⅱ、Ⅲ区段上吗? 图 3 果蝇X Y 染色体的同源区段与非同源区段 图2雌雄果蝇体细胞的染色体图解 P 红眼（雌） × 白眼（雄） ↓ F 1 红眼（雌、雄） ↓F 1雌雄交配 F 2 红眼（雌、雄） 白眼（雄） 3/4 1/4 图1然而事实并非如此，摩尔根关于果蝇的实验设计是很严谨的，他除了做了实验一，还做了实验二和实验三。