浅析摩尔根果蝇杂交实验

1、浅析摩尔根果蝇杂交实验从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。P     红眼（雌） ×   白眼（雄）  F1         红眼（雌、雄）  F1雌雄交配 F2     红眼（雌、雄） 

2、  白眼（雄）         3/4     1/4图1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1。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总和性别相联系。如何解释这一现象呢？摩

3、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（在雌果蝇中，这对性染色体是同型的，用XX表示；在雄果蝇中，这对性染色体是异型的，用XY表示，如图2），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X、Y染色体上的同源区段（如图3）。那控制果蝇眼色的基因到底在哪呢？即是在、三个区段中的哪个区段上呢？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染色体上，而Y染色体上不含有白眼基因

4、的等位基因，即控制果蝇眼色的基因在区段（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实验现象即实验一，后来通过测交实验进行了验证。但是难免会让人产生疑问：摩尔根怎么如此“草率”地认为控制眼色的基因在区段上？基因不可能在、区段上吗?然而事实并非如此，摩尔根关于果蝇的实验设计是很严谨的，他除了做了实验一，还做了实验二和实验三。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雌雄个体间杂交，F2中红眼果蝇有雌也有雄，白眼果蝇只有雄性。P  XWXW × XwY(红眼、雌) （白眼、雄）F1   XWXw  XWY

5、0;   (红眼、雌) ( 红眼、雄)F2 XWXW XWXw XWY XwY(红眼) (红眼) (红眼) ( 白眼)3/4      1/4图5P  XX × XYw(红眼、雌) （红、雄）F1   XX  XYw    (红眼、雌) ( 白眼、雄)F1雌雄交配F2 XX  XYw    (红眼、雌) ( 白眼、雄)图4假设一：基因在区段，即仅位于Y染色体的非同源区段，X染色体上不存在它的等位基因，红眼雌果蝇用XX表示、白眼雄果蝇则表示为XYw

6、。实验遗传图解如图4。此假设实验结果与摩尔根实验中的F1无白眼雄果蝇实验结果不相符合，因此假设一不成立。假设二：基因在区段，即仅位于X染色体上的非同源区段，Y染色体上不存在它的等位基因，红眼雌果蝇表示为XWXW、用XwY表示白眼雄果蝇。实验遗传图解如图5。此假设实验结果与摩尔根实验结果相符。P  XWXW × XwYw(红眼、雌) （白眼、雄）F1   XWXw  XWYw    (红眼、雌) ( 红眼、雄)F2 XWXW XWXw XWYw XwYw(红眼) (红眼) (红眼) ( 白眼)3/4   &

7、#160;  1/4图6假设三：基因在区段，即位于X Y的同源区段，红眼雌果蝇用XWXW、用XwYw表示白眼雄果蝇。实验遗传图解如图6。此假设推得的实验结果与摩尔根的实验结论相符。实验结论推出，假设二、三均可以解释实验一，那摩尔根又是如何抉择的呢？依据孟德尔的验证实验所用的测交方法：即用F1所得的红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，这就是实验二相关内容。P    红眼  ×  白眼（雌） （雄）后代 红眼  白眼（雌、雄） （雌、雄）图7实验二：将实验一中所得的F1中的红眼雌蝇和白眼雄蝇进行杂交，遗传图解如图7。实验结果，

8、红眼:白眼约为1:1、雌性:雄性约为1:1。子一代的红眼雌果蝇为杂合子，测交结果预计应出现四种表现型，分别为红眼雌果蝇、白眼雌果蝇、红眼雄果蝇、白眼雄果蝇，其比例约为1:1:1:1。P  XWXw × XwY(红眼、雌) （白眼、雄）后代   XWXw XwXw  XWY XwY （红、雌) （白、雌） （红、雄）（白、雄）1 : 1 : 1 : 1图8假设一：基因在区段，即仅位于X染色体上的非同源区段，Y染色体上不存在它的等位基因，红眼雌果蝇表示为XWXw、用XwY表示白眼雄果蝇。实验遗传图解如图8。此假设所得结论与摩尔根的实验结果相符。P&

9、#160; XWXw × XwYw(红、雌) （白、雄）后代   XWXw XwXw  XWYw XwYw（红、雌) （白、雌）（红、雄）（白、雄）1 : 1 : 1 : 1图9假设二：基因在区段，即位于X Y的同源区段，红眼雌果蝇用XWXW、用XwYw表示白眼雄果蝇。实验遗传图解如图9.此假设所得结论与摩尔根的实验结果相符。P    白眼（雌）  ×  红眼（雄） 后代    红眼（雌）  白眼（雄）图10实验二两种假设情况均可，因此摩尔根又作了一个关键

10、性的实验，用实验二所得的后代白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交，即实验三。实验三：摩尔根将实验二所得白眼雌蝇和红眼雄蝇进行杂交，实验遗传图解如图10。P  XwXw × XWY(白眼、雌) （红眼、雄）后代   XWXw XwY(红眼、雌) （白眼、雄）图11假设一：基因在区段即仅位于X染色体上的非同源区段，Y染色体上不存在它的等位基因，白眼雌果蝇表示为XwXw、用XWY表示红眼雄果蝇。实验遗传图解如图11。此假设所得的结论与摩尔根所得的实验结果相符。P  XwXw × XWYW(白眼、雌) （红眼、雄）后代   XWXw XwYW(红眼、雌) （?、雄）图12假设二：基因在区段，即位于X Y的同源区段，白眼雌果蝇用XwXw、用XWYW表示红眼雄果蝇。实验遗传图解如图12。此假设所得的结果XwYW与摩尔根所得的实验结果（红眼都是雌果蝇，白眼都是雄果蝇）相矛盾，不相符合。果蝇种群中红眼雄果蝇的基因型有三种，分别是XWYW、XwYW、XWYw，杂交组合相应的也有三组，只要其中一个杂交组合与实验结果不符就足以证明基因在区段上，不能解释实验三。综上所述，控制眼色的基因位于Y