备课素材：摩尔根如何定位果蝇染色体上基因-2022-2023学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

摩尔根如何定位果蝇染色体上基因 2019版高中生物学必修二说同，摩尔根证明了基因在染色体上，且基因在染色体上呈线性排列： 那么，摩尔根是如何定位染色体的基因的？ 1910年5月，在摩尔根果蝇室的大群野生型红眼果蝇中出现了一只白眼雄果蝇。对于这只后来在科学史上非常出名的昆虫，摩尔根当时是爱护备至，努力使它在死亡之前与野生型红眼雌果蝇交配而留下了后代。摩尔根将实验结果写成《果蝇的限性遗传》的论文，发表在1910年7月的《科学》（Science）杂志上。 摩尔根用这只白眼雄蝇与通常的红眼雌蝇交配时，子一代不论雌雄都是红眼，但子二代中雌的全是红眼，雄的半数是红眼，半数是白眼。如果雌雄不论，则子二代中红眼∶白眼为3∶1。这显然是个孟德尔比数，但与一般孟德尔比数不同的是，白眼全是雄蝇。 摩尔根做了回交实验。用最初出现的那只白眼雄蝇和它的后代中的红眼雌蝇交配，结果产生1/4红眼雄蝇、1/4红眼雌蝇、1/4白眼雌蝇、1/4白眼雄蝇，这也完全是孟德尔比值。 摩尔根根据实验结果，提出如下假设：控制白眼性状的基因W位于X染色体上，是隐性的。因为Y染色体上不带有这个基因的显性等位基因，所以最初发现的那只雄蝇的基因型是XWY，表现为白眼，跟这只雄蝇交配的红眼雌蝇是显性基因的纯合子，基因型是++。白眼基因W是突变基因，红眼基因+是野生型基因，因为这对等位基因都在X染色体上，所以为明确起见，分别记作XW和X+，Y代表Y染色体。 白眼雄蝇与纯种红眼雌蝇交配，白眼雄蝇的基因型是XWY，产生两种精子，一种精子带有X，上面有W基因，一种精子带有Y，上面没有相应的基因。红眼雌蝇的基因型是X+X+，产生的卵细胞都带有X，上面都有+野生型基因。两种精子(XW和Y)与卵细胞（X+)结合，子代雌蝇的基因型是X+XW，因为+对W是显性，所以表现型是红眼，子代雄蝇的基因型是X+Y，所以表现型也是红眼。子一代的红眼雌蝇与红眼雄蝇交配时，红眼雌蝇(X+XW)产生两种卵细胞：一种是X+，一种是XW。红眼雄蝇也产生两种精子：一种是X+，一种是Y。卵细胞与精子结合，形成4种合子，长大后，雌蝇都是红眼(X+X+和X+XW)，而雄蝇中一半是红眼(X+Y)，一半是白眼(XWY)，表现型比例是2∶1∶1。 在摩尔根所做的回交实验中，子一代红眼雌蝇与白眼雄蝇交配，子一代红眼雌蝇的基因型是X+XW，产生两种卵细胞，一种是X+，一种是XW。白眼雄蝇的基因型是XWY，产生两种精子，一种是XW，一种是Y。雌雄配子结合后，如图2-6所示。 后代有4种表现型：红眼雌蝇(X+XW)、白眼雌蝇(XWXW)、红眼雄蝇(X+Y)、白眼雄蝇(XWY)，比例是1∶1∶1∶1。摩尔根圆满地说明了他的实验结果。为了验证他的假设，他又设计了三个新的实验。 1.根据假设，子二代雌蝇虽然都是红眼，但基因型有两种，半数是X+X+，半数是X+XW，所以子二代雌蝇与白眼雄蝇做单对交配时，应当半数子二代雌蝇所产的后裔全部是红眼，半数子二代雌蝇则与子一代雌蝇回交一样，所产的后裔是1/4红眼雌蝇、1/4白眼雌蝇、1/4红眼雄蝇、1/4白眼雄蝇。 2.根据假设，白眼雌蝇与红眼雄蝇交配时，子代中雌蝇都是红眼，雄蝇都是白眼。 3.根据假设，白眼雌蝇和白眼雄蝇交配时，子代雌雄都是白眼，而且以后也能真实传代，成为稳定的品系。 这三个实验中，以第二个实验最为关键，实验的结果跟预期完全符合，假设得到证实。 这样摩尔根就把决定红眼和白眼的基因定位在X染色体上。 例、1909年，摩尔根在实验室的大群野生型红眼果蝇中偶尔发现了一只白眼雄果蝇，为了探究白眼性状的遗传特点，摩尔根用这只果蝇做了一系列精巧的实验。杂交实验之一如下图示，回答下列问题： (1)根据实验结果，可提出两种假设：假设一，白眼基因仅位于X染色体上；假设二，白眼基因位于X、Y染色体的同源区段。不考虑“白眼基因仅位于Y染色体上”的原因是_______________________________________________________。 (2)将F1红眼雌果蝇与亲代白眼雄果蝇测交，不能对假设一、二作出判断的原因是_______________________________________________________。 (3)请从野生型和子一代果蝇中挑选材料设计一次交配方案对假设一、二作出判断。交配方案：_______________________________________________________。 预期结果及结论： ①若_______________________________________________________，则假设一正确。 ②若_______________________________________________________，则