“基因在染色體上”實驗證據的探究式教學

何志恒

摘 要：在教學中，抓住果蠅雜交實驗結果與豌豆雜交實驗結果的不同之處，引導學生分析豌豆、果蠅的區別，雌雄果蠅染色體組成的區別，X和Y染色體的區別，提出假說。針對不同假說的差異，自行設計雜交組合和演繹推理，與真實實驗結果對比，得出“基因在染色體上”。

關鍵詞：果蠅;摩爾根;性染色體

1.果蠅的雜交實驗教師展示：①純種紅眼雌果蠅和白眼雄果蠅雜交，得到F1雌雄果蠅全部是紅眼。②F1雌雄果蠅相互交配，F2中紅眼：白眼=3：1，雌果蠅全部是紅眼，雄果蠅有紅眼和白眼.教師提問：①F1都是紅眼，是否說明紅眼基因在染色體上？②如果紅眼基因在線粒體內，F2果蠅應是什么眼色？由于F2果蠅有白眼，紅眼基因在染色體上。教師繼續提問：①F2果蠅的性狀及比例符合基因分離定律，但與孟德爾的實驗結果有差異，差別在哪里？②豌豆雜交實驗的七對相對性狀都跟性別無關，是孟德爾運氣好？③果蠅性別由什么決定？

2.提出假說教師展示科學家對果蠅體細胞中染色體進行研究得到的模式圖，如圖1.教師提問：①雌果蠅體細胞中有幾條染色體？有幾對染色體？雄果蠅呢？②雌雄果蠅不同的染色體是第幾對？差別是什么？師生共同總結：雌雄果蠅的Ⅰ號染色體稱為性染色體，其余染色體稱為常染色體。用示意圖展示果蠅性染色體的傳遞規律，如圖2。教師提問：①雄果蠅的X和Y染色體傳給誰？②雄果蠅的X染色體來自誰？質疑：進一步研究發現，果蠅的Y比X染色體長，將X和Y染色體劃分為三個區段（如圖3），眼色基因位于哪一個區段？學生提出三種假說：眼色基因只在X染色體上，即Ⅰ區段;眼色基因只在Y染色體上，即Ⅲ區段;眼色基因在X和Y的同源區段。

3設計實驗，排除眼色基因只在Y染色體上教師提問：①如果白眼基因只在Y染色體上，可能出現白眼雌果蠅嗎？②如果不在Y上，設計什么雜交組合可產生白眼雌果蠅？紅眼、白眼基因分別用R、r表示。學生設計出F1紅眼雌果蠅和親本白眼雄果蠅雜交，教師演示白眼基因只在X染色體上的遺傳圖解（如圖4）。學生仿寫白眼基因在X和Y上遺傳圖解（如圖5）。

4.設計實驗，證明眼色基因只在X染色體上教師總結：由于雜交產生了白眼雌果蠅，眼色基因不可能只在Y染色體上。但是根據雜交結果仍不能確定眼色基因的位置。教師提問：①眼色基因只在X上、與在X和Y上都有這兩種情況的差異體現在哪一條染色體上？②雄果蠅才有Y染色體，如果雄果蠅X染色體上是隱性基因，雄果蠅的性狀就由Y決定。雄果蠅的Y染色體只來自父本，應該讓親本雄果蠅是什么性狀，就可以區別Y上有沒有控制眼色的基因？學生很快設計出白眼雌果蠅和純種紅眼雄果蠅的雜交組合。學生在黑板上獨立完成兩種雜交組合的遺傳圖解摩爾根的雜交實驗結果，與眼色基因只在X染色體上的演繹推理結果相符，因此眼色基因只在X染色體上的假說是正確的。由此，摩爾根得出“基因在染色體上”的結論。

5設疑引導思考：白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅的雜交實驗，親本和子代的性狀遺傳有什么特點？這種特點是不是該對基因只位于X染色體上才特有的現象？