浅析摩尔根果蝇杂交实验.doc

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）   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Ⅰ、Y染色体上的非同源区段Ⅲ和X、Y染色体上的同源区段Ⅱ（如图3）那控制果蝇眼色的基因到底在哪呢？即是在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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的等位基因，即控制果蝇眼色的基因在Ⅰ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Ⅰ区段上？基因不可能在Ⅱ、Ⅲ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    (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Ⅲ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。

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Ⅰ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      1/4图6假设三：基因在Ⅱ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，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1:1:1:1P  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Ⅰ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  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Ⅱ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10P  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Ⅰ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Ⅱ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Ⅱ区段上，不能解释实验三综上所述，控制眼色的基因位于Y染色体的非同源区段，X染色体上不存在它的等位基因不能解释摩尔根实验一；基因位于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与基因在Ⅱ区段，即位于X Y的同源区段，均可解释摩尔根实验一与二；基因在Ⅱ区段，即位于X Y的同源区段，不能解释摩尔根实验三。

因此，控制果蝇红眼和白眼的基因在X染色体的非同源区段上，Y染色体上并没有它的等位基因。