备课素材：果蝇眼色都是伴X遗传吗-2023——2024学年度第二学期高中生物学必修二

果蝇眼色都是伴X遗传吗 2019版高中生物学必修二提到,果蝇的红、白眼是伴X染色体遗传: 2023年新课标卷第34题选取的试题情境是长翅红眼、截翅紫眼果蝇为亲本的正反交实验,根据实验结果分别判断翅型的显隐性、相关基因所在染色体及亲子代的基因型等。其中,试题中“果蝇眼色”容易给考生带来疑惑的点,因为各版本教材在介绍摩尔根的果蝇实验中,得到的结论都是控制果蝇眼色(红眼和白眼)的基因在X染色体上。学生据此误认为:此题中果蝇眼色(红眼和紫眼)与摩尔根实验中的果蝇眼色(红眼和白眼)都有共同的红眼,既然红眼基因在X染色体上,那么紫色基因作为红眼基因的等位基因,自然也应该在X染色体上,造成该题的误判。那么果蝇的眼色究竟受哪些基因控制?又有哪些具体表现? 1.真题再现 果蝇常用作遗传学研究的实验材料。果蝇翅型的长翅和截翅是一对相对性状,眼色的红眼和紫眼是另一对相对性状,翅型由等位基因T/t控制,眼色由等位基因R/r控制。某小组以长翅红眼、截翅紫眼果蝇为亲本进行正反交实验,杂交子代的表型及其比例分别为长翅红眼雌蝇:长翅红眼雄蝇=1:1(杂交①的实验结果);长翅红眼雌蝇:截翅红眼雄蝇=1:1(杂交②的实验结果)。回答下列问题。 (1)根据杂交结果可以判断,翅型的显性性状是 ,判断的依据是 。 (2)根据杂交结果可以判断,属于伴性遗传的性状是 ,判断的依据是 。杂交①亲本的基因型是 ,杂交②亲本的基因型是 。 (3)若杂交①子代中的长翅红眼雌蝇与杂交②子代中的截翅红眼雄蝇杂交,则子代翅型和眼色的表型及比例为 。 2.试题解析及答案 试题的解答忌讳学生秉持经验主义,看到果蝇红紫眼就直接联想到果蝇的红白眼,并做出简单、错误的判断:红紫眼的性状是属于伴性遗传,翅型的性状遗传属于常染色体遗传,导致该题出错。通过试题的信息可判断,长翅红眼、截翅紫眼果蝇为亲本进行正反交,在眼色表现上,杂交①②的子代全表现为红眼,说明红眼是显性,紫眼为隐性,且眼色基因位于常染色体上;在翅型表现上,杂交①的子代全部为长翅,则说明长翅为显性,杂交①②的子代表现结果不同,则说明翅型的性状遗传属于伴性遗传。以上信息确定后,该题运用分离定律和自由组合定律可作出正确解答。 具体答案为:(1)长翅;只有当长翅为显性性状,截翅为隐形性状时,杂交①的子代才会全部为长翅。(2)翅型;杂交①的子代全部为长翅,杂交②的子代中既有长翅又有截翅,正反交结果不一致,因此翅型是伴性遗传。(3)RRXTXT、rrXtY;rrXtXt、RRXTY。(3)长翅红眼:长翅紫眼:截翅红眼:截翅紫眼=3:1:3:1。 3.控制果蝇眼色的基因 仔细分析本题题干中“果蝇眼色”的情境信息,查阅相关资料发现果蝇的眼色有十几种,如红眼、白眼、亮红眼、猩红眼、褐色眼、伊红眼等。野生型果蝇的复眼里会合成两类色素,即由色氨酸通过酶促反应得到眼黄素、由鸟嘌呤经喋啶中间体所合成的果蝇蝶呤。这两类色素组合在一起导致野生型果蝇的复眼眼色一般为红褐色,两类色素合成的比例不同就会导致眼色表现不同。研究发现,控制果蝇眼色的基因有80多对。这些基因主要分为3大类,分别控制眼色素物质的合成、眼色素前体物质运输载体的合成和眼色素颗粒物质的沉积等。它们分布在果蝇的多条染色体上,如大家熟悉的红、白眼基因在X染色体上,褐色眼和猩红眼基因分别在II号和III号染色体上。因此,果蝇的眼色并非简单的单基因控制性状表现,而是在不同发育阶段受多对基因控制的。控制果蝇眼色的基因遵循孟德尔遗传定律和其他多种遗传规律。在遗传方式上,果蝇眼色的遗传可以有伴性遗传、常染色体遗传。在基因位置上,有复等位基因,如控制红眼、伊红眼和白眼的基因存在X染色体上的同一基因座位上;有拟等位基因(非结构性等位基因),如控制杏色眼和白眼的基因在X染色体上的同一基因座位,但是两种基因处于染色体的不同位点,在形成配子时,能够发生互换;在性状效应上,有眼色剂量效应,如朱红眼相对红色为隐形,其杂合子表现为红色,在杂合子基础上再加一个朱红基因,该果蝇眼色表现出朱红眼。此外,80多对基因共同控制果蝇的眼色机制和环节还有很多,如互补基因、跳动基因、基因互作等。 4.教考衔接的教学启示 上述高考试题精选学生熟悉的素材(果蝇),呈现出新的性状表现(红紫眼),立足生物学学科特有的科学思维特征,考查学生分析问题、解决问题、表达观点的关键能力和必备品格。为了避免学生机械记忆、感知定势等类似思维的存在,未来的教学需要做到挖掘教材隐含的信息、用好真实情境的素材和表达探究思维的历程等,做好教考有效衔接。 4.1 挖掘教材隐含的信息 教材是学生获取知识的最关键资源。引导学生学习时,需要对教材进行深度挖掘,尤其是隐含在插图和旁栏中的信息。例如,人教版生物学教材必修2第2章第2节“基因和染色体的关系”一节中就有插图“2-11 果蝇X