摘要:以摩尔根果蝇杂交实验切入,开展摩尔根科学思维为主题的研究性学习,收集摩尔根果蝇杂交实验的史料,探究摩尔根证明基因在染色体上的历程,对于学生进行科学思维和科学探究能力的培养
关键词:摩尔根果蝇杂交实验,科学思维,科学探究。
一,摩尔根果蝇杂交实验史料
1900年,有3位科学家重新发现了孟德尔的遗传定律,遗传学界开始认识到孟德尔遗传理论的重要意义。如果孟德尔假设的遗传因子,即基因确实存在,那么它到底在哪里呢?
1903年,美国遗传学家萨顿发现,孟德尔假设的一对遗传因子即等位基因的分离,与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。萨顿根据基因和染色体行为之间明显的平行关系,提出假说:基因是由染色体携带着从亲代传递给子代的,也就是说,基因位于染色体上。这就是著名的“萨顿假说”。
美国遗传学家摩尔根明确表示不相信孟德尔的遗传理论,也怀疑萨顿的假说。
1905年的一天,摩尔根和他的学生遇到了水果摊旁边的一群果蝇。经过仔细研究,发现果蝇是做遗传学实验的好材料。
摩尔根开始潜心研究果蝇的杂交实验。1910年5月,摩尔根实验室中诞生了一只白眼雄果蝇,摩尔根非常珍惜它,把它带回家中,放在床边的一个瓶子中。
后来他用这只白眼雄果蝇与一只红眼雌果蝇进行杂交。后代产生了1240只红眼果蝇。他又让子一代的红眼雌雄果蝇进行自由交配,在子二代中产生了,3470只红眼果蝇和782只白眼果蝇。
如果考虑白眼果蝇由于其遗传型决定,其在幼虫期和蛹期死亡率较高等因素,可以认为该结果基本符合孟德尔一对相对性状杂交的分离比(3:1),与一般孟德尔分离比不同的是白眼只限于雄性!摩尔根将实验结果写成《果蝇的限性遗传》论文,发表在《科学》杂志上。
摩尔根通过大量的果蝇杂交实验,不仅证明孟德尔遗传定律的正确性,也证实了萨顿的假说。
二,培养学生科学思维过程
摩尔根果杂交实验的学习,我们使用假说 一演绎法 ,整个过程分为四个步骤(1)观察现象 ,提 出问题 (2)分析 问题 ,做 出假 说 (3)演绎推理 ,实验验证(4)分析结果,得 出结论 。
(1)观察现象,提出问题
通过红眼雌蝇与白眼雄蝇杂交,发现子一代全部为红眼,说明红眼是显性性状。
子一代自由交配,子二代既有红眼,又有白眼,而且比例为3:1,符合孟德尔的分离定律。
“另外,摩尔根还发现,这些白眼的果蝇都是雄性,并没有雌性。”
也就是说:“白眼性状与性别相关联”,如何解释这一现象呢?
(2)分析问题,做出假说
因为子二代表现与性别相关联,摩尔根推测,控制性状的基因在性染色体上,果蝇的性染色体如上图。
I区只有x染色体,II区X和y染色体都有,III区只有Y染色体。因此,可以做出三种假设:
①控制眼色的基因只在X染色体上,就是I区;②在X和Y染色体同源区段上,也就是II区;③还有就是只在III区的Y染色体上。”
控制果蝇红眼,白眼的基因用W,w表示。
①控制果蝇眼色的基因只在X染色体上
(假说①图解分析)
从图中可以看出,若眼色基因只位于x染色体上,上述遗传现象可以得到合理的解释。
② 控制果蝇眼色的基因在X和Y同源区段上