“基因位于染色体上的实验证据”的补充验证

肖 飞

(湖北省武汉市育才高级中学 430010)

1 教材中关于“基因在染色体上的实验证据”

在人教版高中生物学教材中介绍了基因位于染色体上的实验证据,即：摩尔根在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇，于是做了如下的实验(图1)。

图1 摩尔根关于果蝇眼颜色的实验

根据实验结果，摩尔根提出设想(以下简称为假设一)：如果控制白眼的基因(用w表示)在染色体X上，而Y染色体不含有它的等位基因，则上述遗传现象就可以得到合理的解释(图2)。

从图2可知，假设一可以解释实验现象，但并未排除另一种可能：即控制白眼(或眼色)的基因位于X和Y染色体的同源区段上(以下简称为假设二，根据该假设白眼雄果蝇的基因型应记为XwYw)。根据假设二的遗传图解(图3)，其显示的结果如同假设一。那么，如何通过实验验证排除假设二呢?

图2 Y染色体不含有白眼基因的遗传图解

图3 X和Y染色体均含有白眼基因的遗传图解

2 对实验的进一步验证

事实上，摩尔根又做了回交实验，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白眼雌蝇和1/4白眼雄蝇。图4和图5分别是按假设一和假设二演绎推理得到的图解。

图4 根据假设一演绎的回交实验图解

图5 根据假设二演绎的回交实验图解

从图4和图5可以看出，两种假设都可解释回交的实验结果，仍然无法排除任何一种假设，又该如何去验证呢? 最好能设计一组实验，分别按两种假设推理，只有当出现不同的预期结果后，则与其中一种预期相同的实验结果，可说明该种预期的假设是正确的；同时，可排除与预期不相同的另一种假设。经过分析，用上述回交实验中得到的白眼雌蝇与野生型红眼雄果蝇交配(假设一中的野生型红眼雄果蝇基因型为XWY，假设二中的野生型红眼雄果蝇基因型为XWYW)，得到的后代便可作出判断(图6和图7)。

图6 根据假设一演绎推理的图解

图7 根据假设二演绎推理的图解

最终，实验结果与假设一的预期结果一致，而与假设二的预期结果不同，于是排除了假设二。这样摩尔根最终将决定红眼和白眼的基因定位在X染色体上。

3 “基因在染色体上的实验证据”补充验证的意义

在教学中，教师带领学生对摩尔根关于白眼果蝇的实验现象进行分析，提出不同的假设，并进行实验设计，按照不同的假设，预期不同的实验结果，然后再进行实验验证。这样不仅解开学生心中的深层疑惑，最重要的是培养学生理性思维的习惯，提升分析和解决问题的能力。