1、復(fù)課教學(xué)中摩爾根果蠅雜交實驗拓展初探趙 興（安徽省懷遠(yuǎn)第一中學(xué) ）摘 要 摩爾根果蠅雜交實驗是教材中遺傳學(xué)部分的經(jīng)典內(nèi)容。本文簡要闡述了在復(fù)課教學(xué)中如何通過對實驗進(jìn)行適度拓展，達(dá)到提高教學(xué)效果的目的。關(guān)鍵詞 復(fù)課教學(xué) 摩爾根果蠅雜交實驗 拓展1903年，美國遺傳學(xué)家薩頓運(yùn)用類比推理提出基因在染色體上的觀點。1909年，摩爾根用果蠅雜交實驗為基因位于染色體上假說提供了證據(jù)。當(dāng)時，摩爾根從野生型的紅眼果蠅培養(yǎng)瓶中發(fā)現(xiàn)了一只例外的白眼雄果蠅，這只果蠅引起了摩爾根的重視并用它做了一系列設(shè)計精巧的實驗。教材介紹了摩爾根做的實驗一：P 紅眼（雌） 白眼（雄） F1 紅眼（雌、雄） F1雌雄交配F2 紅眼（

2、雌、雄） 白眼（雄） 3/4 1/4 之后，教材展示了摩爾根用白眼雄果蠅做雜交實驗并發(fā)現(xiàn)后代的特點，提出F2中紅眼果蠅與白眼果蠅的數(shù)目比例是3:1，符合孟德爾遺傳定律；但是發(fā)現(xiàn)這種性狀的遺傳還跟性別有關(guān)，于是能推想到控制這種性狀的基因在性染色體上。緊接著教材出示了摩爾根的假設(shè)：控制白眼性狀的隱性基因由X染色體所攜帶，Y染色體上不帶有白眼基因的等位基因。在教學(xué)中多數(shù)教師的處理是引導(dǎo)學(xué)生就摩爾根的假設(shè)，設(shè)計一個測交實驗來驗證摩爾根的假設(shè)，得出結(jié)論。整個推理過程完整簡單清晰流暢。筆者認(rèn)為如果是新課教學(xué)，在此處暫且不必作過多的介紹，既可以保證過程的完整性，也不會給學(xué)生增加負(fù)擔(dān)。但作為復(fù)課教學(xué)，應(yīng)該對此

3、實驗進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐卣?，引起學(xué)生探究過程中的矛盾沖突，更有利于突破教學(xué)重點和難點。尤其是在學(xué)生了解果蠅的性染色體知識后，就更有必要重新審視這個似乎過于簡單的推理過程。果蠅是XY型性別決定的生物，果蠅的Y染色體比X染色體長一些。X染色體和Y染色體上的片段可以分為三個區(qū)段：X染色體上的非同源區(qū)段、Y染色體上的非同源區(qū)段和同源區(qū)段（如下圖）。就此，我們可以反問學(xué)生：摩爾根當(dāng)初怎么就可以直接假設(shè)控制白眼性狀的隱性基因僅僅由X染色體所攜帶，Y染色體上不攜帶，準(zhǔn)確定位于區(qū)段上呢？其他的可能性（位于、區(qū)段）又怎么排除的？如果你是摩爾根，又會怎樣去解決？復(fù)課教學(xué)中我們可將此問題為線索進(jìn)行設(shè)計，對實驗進(jìn)行再挖掘，鼓

4、勵學(xué)生進(jìn)行討論交流并假設(shè)。首先應(yīng)該對控制白眼性狀的隱性基因的位置可能性進(jìn)行初步分析?？赡苄砸唬喝魞H位于Y染色體的非同源區(qū)段，則白眼雄蠅表示為XYb，紅眼雌蠅表示為XX。P XX XYbF1 XX XYb 雌雄交配F2 XX XYb據(jù)此假設(shè)，雌果蠅沒有紅、白眼色這一對相對性狀，而摩爾根實驗中的雄果蠅無論F1還是F2均為白眼。與客觀事實和實驗事實均不符，假設(shè)不成立?？赡苄远喝魞H位于X染色體的非同源區(qū)段，則白眼雄蠅表示為XbY，紅眼雌蠅表示為XBXB，摩爾根的實驗圖解同教材， 按此假設(shè)推出的結(jié)果與實驗結(jié)果符合?？赡苄匀喝粑挥赬、Y的同源區(qū)段，則白眼雄蠅表示為XbYb，紅眼雌蠅表示為XBXB：P

5、XBXB XbYbF1 XBXb XBYb雌雄交配F2 XBXB XBXb XBYb XbYb按此假設(shè)推出的結(jié)果與實驗結(jié)果也符合。那么后兩種假設(shè)（XYb 與XBYb ）又如何繼續(xù)辨別？至此，矛盾已現(xiàn)?？梢酝评恚喝绻刂乒壯凵幕蛟赬Y染色體同源區(qū)段，那么純合紅眼雄蠅基因型就是XBYB，用測交方法可讓它產(chǎn)生的兩種配子都顯出來，就是讓其和隱性純合子白眼雌蠅雜交。那又如何得到白眼雌蠅呢，在摩爾根所做的實驗二就可以得到白眼雌蠅。實驗二：將實驗一中所得的F1中的紅眼雌蠅和白眼雄蠅進(jìn)行雜交P： 紅眼白眼F 紅眼 紅眼 白眼 白眼實驗結(jié)果：紅眼：白眼1：1；雌性：雄性1：1。此實驗親本中的紅眼雌果蠅應(yīng)為

6、雜合子，則子代預(yù)計應(yīng)該出現(xiàn)紅眼雌蠅、白眼雌蠅、紅眼雄蠅、白眼雄蠅4種表現(xiàn)型，比例接近1：1：1：1。遺憾的是，實驗二只可以幫助我們得到白眼雌蠅，但并不能解決最初的問題！因為：P XBXb XbY P XBXb XbYb F XBXb XbXb XBY XbY F XBXb XbXb XBYb XbYb兩種假設(shè)推出的結(jié)果又與實驗結(jié)果都符合。那又該怎么辦？摩爾根又做了最為關(guān)鍵的實驗。實驗三: 將白眼雌蠅和紅眼雄蠅進(jìn)行雜交，實驗結(jié)果：紅眼：白眼1：1；雌性：雄性1：1。且看兩種解釋：可能性二的解釋：若白眼基因僅位于X染色體的非同源區(qū)段P XBY XbXbF XBXb XbY此假設(shè)推出的結(jié)果與實驗結(jié)果

7、符合?？赡苄匀慕忉專喝舭籽刍蛭挥赬、Y的同源區(qū)段P XBYB XbXb P XbYB XbXb P XBYb XbXb F XBXb XbYB F XbXb XbYB F XBXb XbYb 此實驗是解決問題的關(guān)鍵所在，若白眼基因位于X、Y的同源區(qū)段，雜交后會出現(xiàn)三種可能的結(jié)果。摩爾根任意選擇紅眼雄果蠅和白眼雌果蠅交配，結(jié)果都只出現(xiàn)了子代雌蠅都是紅眼、雄蠅都是白眼這一種情況。由此可以得出：控制果蠅眼色的基因只位于X染色體的非同源區(qū)段，Y染色體上沒有相應(yīng)的基因。以上復(fù)課教學(xué)過程的設(shè)計力求再現(xiàn)摩爾根當(dāng)初的探究過程，雖然當(dāng)初摩爾根的思路和我們想的可能不完全相同。但意義是很大的，學(xué)生不僅再一次經(jīng)歷

8、了一個科學(xué)探究過程，還可提高學(xué)生應(yīng)用遺傳圖解分析和解釋遺傳學(xué)問題的能力，對正確的結(jié)論有更深刻的認(rèn)識。更重要的是通過這個探究過程讓學(xué)生體會到科學(xué)研究的艱辛，感受到科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的精神，并在這種潛移默化的學(xué)習(xí)中提升生物科學(xué)素養(yǎng)。參考文獻(xiàn)：1 許耀輝. 淺談中學(xué)青年教師隊伍建設(shè)中存在的問題與對策J. 青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報./book/main/index.php. 2011(03) 2 陳柳娟. 農(nóng)村初中數(shù)學(xué)骨干教師專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的調(diào)研與分析J. 福建教育學(xué)院學(xué)報. 2011(01) 3 徐小會. 提高高校教師創(chuàng)新能力的途徑J. 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版). /book/main/index.php.2011(06) 4 丁浩,王美田. 高校教師激勵的困境分析及治理路徑選擇J. 高校教育管理. 2012(01) 5 廖湘生,李再湘. 構(gòu)建以縣為主的教師培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)農(nóng)村中小學(xué)教師培訓(xùn)機(jī)構(gòu)研究J. 當(dāng)代教育理論與實踐. /yisheng/main/index.php.2012(01) 6 賀安溪,胡惠明. 農(nóng)村中小學(xué)教師培訓(xùn)評價研究J. 當(dāng)代教育理論與實踐. 2012(01) 7 黃超文,謝先國.