通過果蠅雜交實驗重現自由組合定律

黃淑峰

(江蘇省泰州市第三高級中學 225323)

朱小碗

(江蘇省口岸中學 泰州 225321)

“孟德爾的豌豆雜交實驗(二)”是人教版生物學教材必修2第一章“遺傳因子的發現”第二節內容，這節內容介紹了孟德爾通過豌豆雜交實驗，運用假說演繹法得到自由組合定律，內容比較抽象，難度也較大，學生難以理解和運用。如果能夠將孟德爾的豌豆兩對相對性狀雜交實驗重現，讓學生自己動手操作實驗、分析結果并得出結論，能將抽象的內容具體化，將更有利于學生理解和掌握自由組合定律的原理。但是，讓學生做豌豆雜交實驗難以實現，因周期較長。因此可選用果蠅做雜交實驗。因為，果蠅是遺傳學模式動物之一，它具有作為遺傳學實驗材料的各種優點。如生活周期較短、易于區分性狀和容易飼養等。具體實驗操作過程如下：

1 果蠅材料

黑腹果蠅包括純種黑體長翅果蠅和純種灰體殘翅果蠅，前者黑色身體，翅膀長過尾部；后者灰色身體，幾其次，觀鳥愛好者通過每種鳥獨特的叫聲和歌聲來識別鳥。組織者從紐約中部地區的鳥類清單中選取了七種最常見的鳥。然后從康奈爾大學鳥類實驗室的網頁上下載了這些鳥叫聲和歌聲的錄音和擬聲詞，通過集體篩選和反復確認之后，創建了一張當季七種常見鳥的工作表(圖2)。并在活動開始前，給每位觀鳥愛好者分發一張。

乎沒有翅膀，只有少量殘痕，無飛翔能力。灰體對黑體為完全顯性，長翅對殘翅為完全顯性。

2 實驗用品

準備的實驗用品包括： ①器具： 培養瓶、麻醉瓶(玻璃牛奶瓶)、白瓷板、毛筆；②藥品： 乙醚、玉米粉、瓊脂、蔗糖、酵母粉、丙酸，培養基的配制根據《遺傳學實驗》一書[1]，實驗前由教師配制好。

3 實驗過程

(1) 選純種黑體長翅果蠅和純種灰體殘翅果蠅為親本，雌蠅一定要選處女蠅。處女蠅的選擇： 雌蠅孵出后8～12h內不會交配，所以把老果蠅除去后，幾小時內所收集到的雌蠅必為處女蠅。雌、雄果蠅的區分： 肉眼看到個體較小、第一對足的跗節前端有性梳、腹部底端顏色深且圓的為雄蠅；個體較大、第一對足的跗節前端無性梳、腹部底端顏色淺且尖的為雌蠅。

(2) 把純種黑體長翅果蠅和純種灰體殘翅果蠅進行雜交，正交和反交各一瓶。即： 黑體長翅雌和灰體殘翅雄正交；黑體長翅雄和灰體殘翅雌反交。每瓶接種雌蠅(處女蠅)、雄蠅各8只，貼好標簽，標簽上注明正交還是反交、日期及姓名。然后雜交瓶放到23℃的恒溫箱中培養。

(3) 7d后倒去親本果蠅。

(4) 再過5d，F1成蠅出現，麻醉、觀察并統計記錄F1中黑體長翅果蠅與灰體殘翅果蠅數目，連續記錄5d。

(5) 麻醉F1成蠅，各選擇雌、雄蠅8只，放到另一培養瓶內。這里雌蠅無須處女蠅(因為不影響實驗結果)，貼好標簽，標簽上注明日期及姓名，在23℃的恒溫箱中培養。

(6) 7d后倒去F1親本。

(7) 再過5d，F2成蠅出現，開始麻醉、觀察并統計記錄。連續統計5d。

(8) 同時，進行測交，取F1成蠅，選擇處女蠅8只，放到另一個培養瓶內，再取8只純種黑體殘翅雄蠅放進去，再做反交一瓶，貼好標簽，標簽上注明正交還是反交、日期及姓名，在23℃的恒溫箱中培養。

(9) 7d后倒去測交親本。

(10) 再過5d，測交子代成蠅出現，開始麻醉、觀察并統計記錄，連續統計5d[1]。

4 實驗結果

把實驗結果填寫在下列表格中(表1～3)。

表1 F1代實驗結果

觀察結果統計日期 黑體長翅♀×灰體殘翅♂灰體長翅灰體殘翅黑體長翅黑體殘翅灰體殘翅♀×黑體長翅♂灰體長翅灰體殘翅黑體長翅黑體殘翅合計

表2 F2代實驗結果

表3 測交后代實驗結果

觀察結果統計日期 灰體長翅♀×黑體殘翅♂灰體長翅灰體殘翅黑體長翅黑體殘翅黑體殘翅♀×灰體長翅♂灰體長翅灰體殘翅黑體長翅黑體殘翅合計

5 實驗小結

學生根據實驗結果得出正、反交的F1都為灰體長翅，統計得出F2中灰體長翅、灰體殘翅、黑體長翅與黑體殘翅的比例接近9 ∶3 ∶3 ∶1，測交后代灰體長翅、灰體殘翅、黑體長翅和黑體殘翅的比例接近1 ∶1 ∶1 ∶1，與孟德爾的豌豆兩對相對性狀雜交實驗的結果一致。學生通過自主實驗探究并得出結論，體驗自由組合定律的發展過程，并理解了自由組合定律的原理。掌握了孟德爾對兩對遺傳因子雜交實驗解釋的科學性，懂得了假說演繹法的邏輯性，突破了本節的教學重點和難點，實現了課程標準的教學目標，效果較好。