“基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)”的補(bǔ)充驗(yàn)證

肖 飛

(湖北省武漢市育才高級(jí)中學(xué) 430010)

1 教材中關(guān)于“基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)”

在人教版高中生物學(xué)教材中介紹了基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù),即：摩爾根在一群紅眼果蠅中發(fā)現(xiàn)了一只白眼雄果蠅，于是做了如下的實(shí)驗(yàn)(圖1)。

圖1 摩爾根關(guān)于果蠅眼顏色的實(shí)驗(yàn)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，摩爾根提出設(shè)想(以下簡(jiǎn)稱為假設(shè)一)：如果控制白眼的基因(用w表示)在染色體X上，而Y染色體不含有它的等位基因，則上述遺傳現(xiàn)象就可以得到合理的解釋(圖2)。

從圖2可知，假設(shè)一可以解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，但并未排除另一種可能：即控制白眼(或眼色)的基因位于X和Y染色體的同源區(qū)段上(以下簡(jiǎn)稱為假設(shè)二，根據(jù)該假設(shè)白眼雄果蠅的基因型應(yīng)記為XwYw)。根據(jù)假設(shè)二的遺傳圖解(圖3)，其顯示的結(jié)果如同假設(shè)一。那么，如何通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證排除假設(shè)二呢?

圖2 Y染色體不含有白眼基因的遺傳圖解

圖3 X和Y染色體均含有白眼基因的遺傳圖解

2 對(duì)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步驗(yàn)證

事實(shí)上，摩爾根又做了回交實(shí)驗(yàn)，用最初出現(xiàn)的那只白眼雄蠅和它的后代中的紅眼雌蠅交配，結(jié)果產(chǎn)生1/4紅眼雄蠅、1/4紅眼雌蠅、1/4白眼雌蠅和1/4白眼雄蠅。圖4和圖5分別是按假設(shè)一和假設(shè)二演繹推理得到的圖解。

圖4 根據(jù)假設(shè)一演繹的回交實(shí)驗(yàn)圖解

圖5 根據(jù)假設(shè)二演繹的回交實(shí)驗(yàn)圖解

從圖4和圖5可以看出，兩種假設(shè)都可解釋回交的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，仍然無法排除任何一種假設(shè)，又該如何去驗(yàn)證呢? 最好能設(shè)計(jì)一組實(shí)驗(yàn)，分別按兩種假設(shè)推理，只有當(dāng)出現(xiàn)不同的預(yù)期結(jié)果后，則與其中一種預(yù)期相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可說明該種預(yù)期的假設(shè)是正確的；同時(shí)，可排除與預(yù)期不相同的另一種假設(shè)。經(jīng)過分析，用上述回交實(shí)驗(yàn)中得到的白眼雌蠅與野生型紅眼雄果蠅交配(假設(shè)一中的野生型紅眼雄果蠅基因型為XWY，假設(shè)二中的野生型紅眼雄果蠅基因型為XWYW)，得到的后代便可作出判斷(圖6和圖7)。

圖6 根據(jù)假設(shè)一演繹推理的圖解

圖7 根據(jù)假設(shè)二演繹推理的圖解

最終，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與假設(shè)一的預(yù)期結(jié)果一致，而與假設(shè)二的預(yù)期結(jié)果不同，于是排除了假設(shè)二。這樣摩爾根最終將決定紅眼和白眼的基因定位在X染色體上。

3 “基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)”補(bǔ)充驗(yàn)證的意義

在教學(xué)中，教師帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)摩爾根關(guān)于白眼果蠅的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，提出不同的假設(shè)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，按照不同的假設(shè)，預(yù)期不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。這樣不僅解開學(xué)生心中的深層疑惑，最重要的是培養(yǎng)學(xué)生理性思維的習(xí)慣，提升分析和解決問題的能力。