重走摩尔根之路：果蝇白眼基因位置的推理和实验验证(微课设计)

科学史上真实的摩尔根果蝇实验“基因在染色体上”是人教版新课标教材必修3《遗传与进化》模块中至关重要的内容，起着承上启下的作用，既将遗传规律与减数分裂巧妙地联系起来，揭示了分离定律和自由组合定律的实质，又为伴性遗传的学习打下了基础。

教材在编排上采用了假说演绎模式，考虑到学生的接受水平，教材对摩尔根的果蝇实验这段科学史进行了简化处理，与高等教材中相关的内容有较大差异。

一、问题1.人教版新课标教材中本节内容的假说演绎模式[1]（1）摩尔根的实验结果（发现问题）：摩尔根在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇，并做了如下实验：由实验可判断红眼为显性性状（W），白眼为隐性性状（w）。

F2中红眼果蝇和白眼果蝇之间的数量比是3∶1，这样的遗传表现符合分离定律，但如何解释F2中白眼果蝇只有雄性这一现象呢？（2）分析问题（提出假设）：摩尔根设想，如果控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体不含它的等位基因，则可合理解释图1所示的果蝇实验，见图2。

（3）对假设进行推理性解释（演绎推理）：依据假设可预测测交实验的结果，见图3。

此处的测交实验也叫回交实验，是指最早出现的那只白眼雄果蝇与它的红眼女儿交配[2]。

（4）设计或分析实验（验证推理的正确性从而说明假设成立）：回交实验结果与预测结果一致，从而验证了假设。

2.刘祖洞《遗传学》上册中的假说演绎模式人教版新课标教材P29指出：摩尔根做了图1所示的实验，然后提出了假设，并通过测交（回交）等实验验证了假设。

刘祖洞《遗传学》上册则指出[3]：摩尔根先做了图1所示的实验，紧接着做了回交实验，然后提出假设。

假设内容为：控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体不含它的等位基因。

假设可合理地解释图1所示实验和回交实验。

为了验证假设，摩尔根设计了三个新的实验，其中有一组实验最为关键，即白眼雌果蝇与亲本中红眼雄果蝇交配，按照假设可预期，子代中雄果蝇都是白眼，雌果蝇都是红眼。

实验的结果和预期完全符合，假设得到了证实。

摩尔根果蝇杂交实验演绎推理的过程以摩尔根果蝇杂交实验演绎推理的过程为标题摩尔根果蝇（Drosophila melanogaster）是一种常见的昆虫模式生物，广泛应用于遗传学研究。

通过对摩尔根果蝇进行杂交实验，可以推理出某些基因的遗传规律和表达方式。

下面将以摩尔根果蝇的杂交实验为例，详细说明演绎推理的过程。

我们需要了解摩尔根果蝇的遗传特性。

摩尔根果蝇具有四对染色体，其中X染色体决定了性别，雄性有一个X染色体和一个Y染色体，而雌性有两个X染色体。

此外，摩尔根果蝇的基因位点有多个等位基因，不同的等位基因会导致表型的差异。

在杂交实验中，我们可以选择两个具有不同表型的摩尔根果蝇进行交配。

假设我们选择了一个红眼（纯合子，RR）和一个白眼（纯合子，rr）的摩尔根果蝇进行杂交实验。

第一代杂交实验中，将红眼和白眼的摩尔根果蝇交配，得到的F1代全部为红眼（杂合子，Rr）。

根据杂交实验结果，我们可以推测出红眼是显性表型，而白眼是隐性表型。

接下来，我们可以进行F1代的自交实验。

将F1代的红眼摩尔根果蝇进行自交，观察F2代的表型比例。

根据孟德尔遗传规律，我们可以预测F2代的表型比例为3:1。

即红眼和白眼的比例应该是3:1。

然而，当进行F1代自交实验时，却得到了一个意外的结果。

F2代的红眼和白眼的比例并不是3:1，而是约为15:1。

这个结果让人困惑，与孟德尔遗传规律不符。

为了解释这个结果，我们需要进一步观察F2代的表型，并进行分析。

我们可以发现，在F2代中，有一小部分摩尔根果蝇的眼睛呈现出新的表型，即淡红色的眼睛。

进一步观察发现，淡红色眼睛的摩尔根果蝇都是雄性。

通过对淡红色眼睛的摩尔根果蝇进行进一步实验，我们发现它们都是染色体上的突变体，其中有一对等位基因发生了变异。

这个突变体被命名为“白眼+”（Rp），而原本的白眼被命名为“白眼-”（Rm）。

进一步研究发现，白眼+突变体的发生是由于染色体上的重组事件导致的。

在杂交实验中，X染色体上的重组率相对较高，导致白眼+突变体的出现。

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。

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。

复课教学中摩尔根果蝇杂交实验拓展初探赵兴（安徽省怀远第一中学233400）摘要摩尔根果蝇杂交实验是教材中遗传学部分的经典内容。

本文简要阐述了在复课教学中如何通过对实验进行适度拓展，达到提高教学效果的目的。

关键词复课教学摩尔根果蝇杂交实验拓展1903年，美国遗传学家萨顿运用类比推理提出基因在染色体上的观点。

1909年，摩尔根用果蝇杂交实验为基因位于染色体上假说提供了证据。

当时，摩尔根从野生型的红眼果蝇培养瓶中发现了一只例外的白眼雄果蝇，这只果蝇引起了摩尔根的重视并用它做了一系列设计精巧的实验。

教材介绍了摩尔根做的实验一：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 之后，教材展示了摩尔根用白眼雄果蝇做杂交实验并发现后代的特点，提出F2中红眼果蝇与白眼果蝇的数目比例是3:1，符合孟德尔遗传定律；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。

紧接着教材出示了摩尔根的假设：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。

在教学中多数教师的处理是引导学生就摩尔根的假设，设计一个测交实验来验证摩尔根的假设，得出结论。

整个推理过程完整简单清晰流畅。

笔者认为如果是新课教学，在此处暂且不必作过多的介绍，既可以保证过程的完整性，也不会给学生增加负担。

但作为复课教学，应该对此实验进行适当的拓展，引起学生探究过程中的矛盾冲突，更有利于突破教学重点和难点。

尤其是在学生了解果蝇的性染色体知识后，就更有必要重新审视这个似乎过于简单的推理过程。

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）。

就此，我们可以反问学生：摩尔根当初怎么就可以直接假设控制白眼性状的隐性基因仅仅由X染色体所携带，Y染色体上不携带，准确定位于Ⅲ区段上呢？其他的可能性（位于Ⅰ、Ⅱ区段）又怎么排除的？如果你是摩尔根，又会怎样去解决？复课教学中我们可将此问题为线索进行设计，对实验进行再挖掘，鼓励学生进行讨论交流并假设。

重走摩尔根之路：果蝇白眼基因位置的推理和实验验证周南梅溪湖中学-邓久波一、提出问题摩尔根选用果蝇进行杂交实验，通过分析而提出假设：控制果蝇白眼的基因W位于X 染色体上而Y染色体没有它的等位基因，再通过测交实验证明这个假说是正确的亦即提出基因是位于染色体上的。

在中学阶段去做这个果蝇杂交实验是非常困难的，但是我们可以运用假说—演绎法的思维方式去设计实验进行探究，重温这个思维的过程。

染色体分常染色体和性染色体，而性染色体又有X，Y染色体，如果按照萨顿的理论，基因在染色体上，那么，控制白眼的基因不是常染色体上就是在性染色体上，那么请同学们想一想我们可以做出哪些假设？二、做出假设假设一：控制白眼的基因在常染色体上假设二：控制白眼的基因是在Y染色体上而X染色体上没有它的等位基因假设三：控制白眼的基因在X染色体上而Y上不含有它的等位基因假设四：控制白眼的基因在X、Y染色体上的同源区段三、制定计划（分析的过程）基于以上四种假设，现在我们分成四组进行深入的探究，进行推理，或通过进一步设计实验进行验证。

重在探究这个问题所进行的思维活动!假设一：杂交实验中白眼基因不可能只出现在雄果蝇上！因此本假设不成立！假设二：雌果蝇没有Y染色体，因此在测交实验中不可能出现白眼的雌果蝇，本假设不成立！假设三：可以合理的解释杂交实验和测交实验，现代的科学研究要证明控制果蝇眼色的基因确实是只位于X染色体上，本假设成立！假设四：依此假设我们可以写出不同表现型的基因型，发现可以解释杂交实验和测交实验，难道摩尔根没有考虑这个问题吗？其实不然，科学是严谨的，如果摩尔根没有考虑这个问题，那么其他的科学家能接受他的观点吗？那么今天我们自己能不能设计一个实验来推翻这个假设呢？我们利用红眼的雄果蝇（ＸWＹW）和测交实验中得到的白眼雌果蝇（ＸＷＸＷ）杂交，按照假设必然会得到红眼雌果蝇（ＸWＸＷ）和红眼雄果蝇（ＸＷＹW）且比例是1：1 ，但是我们发现，若是按照假设三，这样的杂交组合其结果是红眼雌果蝇（ＸWＸＷ）和白眼雄果蝇（XＷY），那么这里就会产生矛盾。

基因在染色体上-摩尔根果蝇实验教学设计一、学习目标1、小组使用放大镜观察并判断果蝇性别，观察果蝇眼色并记录相关数据2、基于生物学事实与证据，运用假说-演绎法分析摩尔根与布里吉斯的果蝇实验，理解科学研究的基本思路和方法，使用遗传图解演绎推理实验结果，探讨解释相应的生命现象。

基于摩尔根实验探索过程，认同科学家尊重科学事实，敢于质疑他人又勇于自我否定的探索求真的科学精神。

二、学习重点难点学习重点：运用假说-演绎法，推理分析基因在染色体上的实验证据学习难点：运用假说-演绎法，推理分析基因在染色体上的细胞学直接证据三、核心问题科学家如何通过实验证明基因在染色上？学习评价设计课前：预习学案完成度课中：便签纸收集果蝇观察与演绎推理的结果课程任务单与作业的完成情况及质量课程问答及活动表现课后：作业完成情况与质量检查调查问卷与目标检测教师活动学生活动环节一：导入教师活动 1通过点评课前预习任务，萨顿发现染色体的行为与基因的行为存在明显的平行关系，运用类比推理的方法，提出其假说，基因就在染色体上。

回顾之前学习的假说-演绎法，假说的正确与否还需要推理演绎与实验检验，引出摩尔根实验。

学生活动 1明确课程起点聆听与思考回顾假说-演绎法的流程。

活动意图说明：通过课前的预习任务说明，使学生明确本节课起点，流畅完成基因与染色体行为的梳理，自然引导出萨顿的假说，同时通过回顾假说-演绎法内容引出新课程，是科学研究方法贯穿与整个课程情境。

环节二：小组果蝇观察实验教师活动 2介绍果蝇为摩尔根实验的研究对象，明确果蝇眼色观察的目的：第一，尝试分辨果蝇的雌雄，第二，观察果蝇的红眼与白眼这一对相对性状。

通过果蝇观察的实践使学生体验摩尔根等科学家的工作经历。

学生浏览任务单明确实验流程及雌雄果蝇的判别依据，完成实验操作。

利用记录判断结果的便签纸评价学生的实验操作。

教师介绍雌雄果蝇的性别与染色体有关，并点明白眼雄果蝇是本节课程核心，介绍摩尔根从野生型红眼果蝇中获得白眼雄果蝇突变体的过程，引出下一环节。

摩尔根和他的果蝇杂交实验（教学设计）教学目标：1.了解科学家摩尔根及其果蝇的故事。

2.了解科学家摩尔根的科学实验过程和方法。

3.说明基因在染色体上的实验证据。

教学重点和难点：基因在染色体上的实验证据。

教学措施：多媒体课件辅助，教材阅读，开展思维探究、交流和学习成果展示。

教学过程：导课：阅读教材相关内容并简介摩尔根和果蝇有关故事。

摩尔根是一位敢于怀疑、勤奋实践的人。

无论对自己的假说还是对别人的学说，他都一概采取依靠事实和运用实验来检验理论是否正确的科学态度。

摩尔根与果蝇的不解之缘：摩尔根与他的学生培养了很多代蝇，他偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼果蝇，他把这只果蝇视若珍宝。

当他的第三个孩子出生后，他赶到医院时，他的妻子醒来问他的第一句话不是“孩子怎么样了”，而是“那只白眼果蝇怎么样了”。

虽然身体很虚弱，但这只白眼果蝇没有辜负摩尔根的期望，在临死之前抖擞精神与一只红眼果蝇完成了交配，把难得的白眼基因遗传了来，使摩尔根的杂交实验获得了成功！教师提问：材料的选择是实验成功的关键！摩尔根选择的是什么材料呢？学生答问：红眼果蝇和白眼果蝇学生看书后回答果蝇的特点：1.相对性状多而明显；2.易饲养；3.繁殖快，后代数量多； 4.染色体数目少。

小结果蝇作为实验材料的优势：1.相对性状多而明显——结果易观察和分析；2.易饲养——短时间内可以获得较多的后代，便于分析；3.繁殖快，后代数量多——便于进行统计学分析；4.染色体数目少——便于观察。

课件展示果蝇体细胞中染色体组成图并讲述染色体类型及与性别决定的关系。

教师提问：雌雄果蝇体细胞中染色体组成有何异同？学生答问：性染色体不同，常染色体相同。

教师提问：性染色体有何不同？学生答问：雌性个体性染色体为X、X，雄性个体性染色体为X、Y。

师生共同总结染色体的类型并说明性别是由性染色体决定的。

染色体的类型：常染色体：与性别决定无关的染色体性染色体：与性别决定有关的染色体，如X、Y染色体拓展：展示人体细胞中染色体组成图并思考相关问题：(1)男女体细胞中染色体在组成上有什么不同？（生答：性染色体不同，男性为X、Y，女性为X、X）(2)男女的性别是由什么决定的？（生答：由性染色体决定）(3)男女体细胞中染色体的组成如何表示？（生答：男性：22对常+XY 女性：22对常+XX）小结归纳性别决定方式：（二)、对实验现象的解释控制白眼的基因在X染色体上,而Y染色体不含有它的等位基因补充基因型、表现型的表示方法：基因型的表示方法：如果基因在常染色体上，只写基因如果基因在性染色体上：先写性染色体后写基因表现型的表示方法：如果基因在常染色体上：只写性状表现如果基因在性染色体上：先写性状表现后写性别小结：摩尔根等人的设想合理地解释了实验现象。

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。

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。

摩尔根的白眼果蝇杂交实验作者：小狗啃骨头（刘永生）摩尔根的白眼果蝇杂交实验1910年摩尔根利用偶然发现的一只白眼雄果蝇，他将这只白眼雄果蝇与野生型雌果蝇进行杂交得到F1，F1的果蝇全部表现为红眼。

摩尔根用F1的雌性果蝇互交得到F2，F2中各种果蝇的数量和表现如下表所示：2459 红眼雌果蝇1011 红眼雄果蝇782 白眼雄果蝇随后摩尔根还做了测交实验，用白眼雄果蝇与F1中的红眼雌果蝇杂交，结果如下表所示：129 红眼雌果蝇128 红眼雄果蝇88 白眼雌果蝇86 白眼雄果蝇F1互交的结果，红眼：白眼其实有点偏离3：1；同样在F1测交的结果，四种的比例也有点偏离25%。

不过摩尔根在实际处理时都把这些偏差视作处于可以接受的范围之内。

白眼果蝇杂交实验之前摩尔根对果蝇性别决定的认识要理解摩尔根对这个实验结果的解释，就必须先明确果蝇的性别决定，而摩尔根对性别决定的认识经历一个相对漫长的转变过程（作者注：摩尔根将白眼基因和X染色体联系起来的时候，他对果蝇性别决定的认识居然还是不全面的）。

20世纪初期科学界对性别决定的认识可以分为两大派别，一派认为外界因素起关键作用，一派认为内部因素起决定作用。

1903年摩尔根发表了《Recent Theories in Regard to the Determination of Sex》，从该文来看，摩尔根当时的观点有点两面派，他认为决定雌性和雄性的因素早已存在于卵细胞中，而最终的性别取决于后天因素对胚胎发育的作用。

该文中对 E. Castle的批评意见可以帮助我们认识到为什么摩尔根后来一直对孟德尔式的遗传相当排斥。

持内部因素决定性别观点的W.E. Castle曾经用孟德尔的遗传因子来解释动物的性别决定，他认为雌雄动物都会产生两种不同类型的性别决定因子，我们可以称之为雄性决定因子和雌性决定因子，这样雌雄个体交配后将会产生1：2：1的分离比例，不管哪一种性别决定因子是显性的，结果都将导致一种性别比另一种性别的数量更多，这与现实中很多动物的性别比是1：1相矛盾。

摩尔根定位果蝇染色体上基因的方法1910年5月，在摩尔根蝇室的大群野生型红眼果蝇中出现了一只白眼雄果蝇。

对于这只后来在科学史上非常出名的昆虫，摩尔根当时是爱护备至，努力使它与野生型红眼雌果蝇交配而留下了后代。

摩尔根将实验结果写成《果蝇的限性遗传》的论文，发表在1910年7月的《科学》（Science）杂志上。

摩尔根用这只白眼雄蝇与通常的红眼雌蝇交配时，子一代不论雌雄都是红眼，但子二代中雌的全是红眼，雄的半数是红眼，半数是白眼。

如果雌雄不论，则子二代中红眼：白眼接近 3 : 1。

这似乎是个孟德尔比值，但与一般孟德尔比值不同的是，白眼全是雄蝇。

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，结果产生 1/4红眼雄蝇、1/4红眼雌蝇、1/4白眼雌蝇、1/4白眼雄蝇，这也完全是孟德尔比值。

摩尔根根据实验结果，提出如下假设：控制白眼性状的基因w位于X染色体上，是隐性的。

因为Y染色体上不带有这个基因的显性等位基因，所以最初发现的那只雄蝇的基因型是X w Y，表现为白眼，跟这只雄蝇交配的红眼雌蝇是显性基因的纯合子，基因型是XW XW。

白眼基因w是突变基因，红眼基因W是野生型基因，因为这对等位基因都在X染色体上，所以为明确起见，分别记作Xw和XW，Y代表Y染色体。

白眼雄蝇与纯种红眼雌蝇交配，白眼雄蝇的基因型是XwY，产生两种精子，一种精子带有X，上面有w基因；一种精子带有Y，上面没有相应的基因。

红眼雌蝇的基因型是XW XW，产生的卵细胞都带有X，上面都有W野生型基因。

两种精子（Xw和Y）与卵细胞（XW）结合，子代雌蝇的基因型是XWXw，因为W对w是显性，所以表型是红眼，子代雄蝇的基因型是XWY，所以表型也是红眼。

子一代的红眼雌蝇与红眼雄蝇交配时，红眼雌蝇（XWXw）产生两种卵细胞：一种是XW，种是Xw；红眼雄蝇也产生两种精子：一种是XW，一种是Y。

卵细胞与精子结合，形成4种合子，长大后，雌蝇都是红眼（XW XW和XWXw），而雄蝇中一半是红眼（XWY）,一半是白眼（XwY），表型比例是2：1 : 1。

问题驱动教学发展学生科学思维——围绕白眼雄果蝇的复习课教学设计摘要：在高三生物一轮复习中，学生不仅需要建构完整的知识体系，更需要发展辩证思维、逻辑思维、批判思维等科学思维并形成重证据的科学精神。

本教学以摩尔根研究的白眼雄果蝇杂交实验为背景，结合高考题型设计问题驱动教学，促进学生科学思维的发展，实现“一境到底”的教学效果。

关键词：可遗传变异；基因的定位；从性遗传；科学思维《普通高中生物学课程标准（2017 年版）》（以下简称《课程标准》）指出生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。

其中，科学思维是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。

学生应该在学习过程中逐步发展科学思维，如能够基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等方法[1]。

科学思维的核心是理性思维，科学思维教学的重点就应该放在理性思维的培养上，即培养学生批判质疑、重证据、重逻辑的思维习惯和能力[2]。

1.教学内容分析和教学设计思路以摩尔根的果蝇杂交实验为依托，考查学生运用假说演绎的科学思维判断基因的位置等是近几年生物高考遗传题的考试热点。

因此本节教学内容围绕经典遗传材料-白眼雄果蝇突变体，通过设计问题串，引导学生通过提出问题、做出假设、演绎推理、归纳总结等活动，不仅发展学生的科学思维（图1），而且帮助学生将“可遗传变异的判定”、“基因位置的判断”和“从性遗传”等重要考点整合，完善学生的知识框架。

2. 教学目标2.1通过分析白眼雄果蝇的相关实验现象，整合遗传学概念“可遗传变异”、“基因位置的判断”、“从性遗传”，形成生命观念。

2.2运用假说演绎的科学方法设计实验，发展演绎与推理，归纳与概括，辩证与逻辑的科学思维。

2.3通过了解摩尔根的科学探索原因，认同对真理的追求离不开批判性思维和质疑精神，更离不开寻找实验证据的实践精神。

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。