基于科学史的摩尔根果蝇杂交实验再探究

合集下载

摩尔根的果蝇杂交实验的再探讨

摩尔根的果蝇杂交实验的再探讨
P F
F 2
P F ,
F 2
红 眼( 雌) X B ) 【 s × X b y 白眼( 雄)
红眼( 雌) x B ) ( × X b y 白眼( 雄) 红眼( 雌) x B x × x 红眼( 雄) I
XB ) ( XB x X

、 L 红眼( 雌) X B ) 【 × XB y红 眼( 雄)
相对性状来看 , F l 全是红眼 , F 2 红眼和 白眼之间的数 量 比是 3 : 1 。 这样 的遗传表现符合分离定律 , 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 的表 现 , 总是 与性别 相 联 系 。如何 解 释这 一
现象 呢?
吻合 , 就说 明假设是正确的 , 即控制 白眼的基 因在 x 染色体上 ,而 Y染色体不含有它的等位基 因是正确
J ,
X0 X Xb Y
J , 红眼( 雌、 雄)
3 :
红眼( 雌)
白眼 ( 雄)
: 1
白眼( 雄)


图 3 演绎 图解
图1 红 眼雌 果蝇 和 白眼 果蝇 杂 交遗传 图解
从 图解 中可 以预测 , 若对 F 红眼 雌蝇 测交 , 则 后
中学 生物 学
Mi d d l e S c h o o l B i o l o g y
V0 1 . 2 9 No . 7
2 O1 3
文件 编号 : 1 0 0 3—7 5 8 6 ( 2 0 1 3 ) 0 7一O O O 4—0 3
新 型绿色功能 性食 品一
马 珊
随着世界范围人 口的不断增加 耕地面积 日益减 少, 环境污染加重 , 土壤荒漠化加快。 人类赖以生存的 粮食等农产品可能面临着不再能满足人类需求的潜 在危 机 。过去 近一个 世纪 的研 究表 明 , 地球 表 面广 泛 存在的原始绿色生命一藻类生物 , 含有丰富的营养成

摩尔根果蝇杂交实验的科学逻辑思维

摩尔根果蝇杂交实验的科学逻辑思维

摩尔根果蝇杂交实验的科学逻辑思维摩尔根果蝇杂交实验是遗传学领域的经典实验之一,由美国遗传学家托马斯·亨特·摩尔根在20世纪初开展。

这个实验通过对果蝇的杂交繁殖,研究了基因的遗传规律和遗传变异等重要问题,为遗传学奠定了基础。

本文将从科学逻辑思维的角度,详细介绍摩尔根果蝇杂交实验的步骤和结果,并探讨实验的科学意义。

摩尔根果蝇杂交实验的步骤非常关键。

实验首先要选择具有明显表型差异的果蝇品系,比如黑色和白色的眼睛。

然后,将黑色眼睛的雄性果蝇与白色眼睛的雌性果蝇进行交配,得到F1代。

在F1代中,所有的个体都具有黑色眼睛,这是由于黑色眼睛的基因是显性遗传。

接下来,将F1代中的雄性果蝇与白色眼睛的雌性果蝇进行交配,得到F2代。

在F2代中,黑色眼睛和白色眼睛的果蝇比例大约是3:1,这是由于黑色眼睛和白色眼睛的基因是隐性遗传。

通过对F2代果蝇的统计分析,可以得出基因的遗传比例和遗传规律。

摩尔根果蝇杂交实验的结果是令人惊讶的。

通过大量的实验数据,摩尔根发现了果蝇眼睛颜色遗传的异常规律。

在实验中,摩尔根发现了一些罕见的果蝇,它们的眼睛颜色不同于普通的黑色和白色。

进一步的研究揭示,这些异常的果蝇携带了基因突变,导致了眼睛颜色的变异。

这个发现引起了科学界的广泛关注,为后续的突变研究提供了重要线索。

摩尔根果蝇杂交实验的科学意义非常重大。

首先,通过实验可以得出基因的遗传比例和遗传规律,揭示了基因在遗传中的作用。

这对于理解遗传学的基本原理和遗传疾病的发生机制具有重要意义。

其次,实验中发现的突变现象为突变研究提供了模型和方法,为遗传变异的机制和效应提供了实验依据。

此外,摩尔根果蝇杂交实验还为遗传学研究提供了新的思路和方法,为后续的遗传学研究提供了指导。

总结起来,摩尔根果蝇杂交实验以其科学逻辑思维和严谨的实验设计,揭示了基因的遗传规律和遗传变异等重要问题。

实验的步骤和结果为遗传学研究提供了重要线索和实验依据,具有重大的科学意义。

对摩尔根果蝇杂交实验的分析及教学策略

对摩尔根果蝇杂交实验的分析及教学策略

对摩尔根果蝇杂交实验的分析及教学策略1.对教材内容的分析1903年,美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞作为实验材料,研究精子和卵细胞的形成过程。

他发现了减数分裂过程中,基因和染色体的行为的一致性,所以萨顿用类比推理的方法提出假说:基因在染色体上。

但是类比推理的出的结论并不具有逻辑的必然性,其正确与否,还需要观察和实验的检验。

接下来,美国生物学家摩尔根用果蝇杂交实验为基因位于染色体上提供了证据。

摩尔根选用果蝇作为实验材料的原因:果蝇是一种昆虫,有体小、繁殖快、生育力强、饲养容易等优点。

1909年,摩尔根从野生型的红眼果蝇培养瓶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,他抓住这个例外不放,用它作了一系列设计精巧的实验。

摩尔根首先做了实验一: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从实验一中,不难看出F1中,全为红眼,说明红眼对白眼为显性,而F2中红眼和白眼数量之比为3:1,这也是符合遗传分离规律的,也表明果蝇的红眼和白眼由一对等位基因来控制。

所不同的是白眼性状总与性别相关联。

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,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、Y染色体上的非同源区段和同源区段。

(如下图)。

在雌果蝇中,有一对同型的性染色体XX,在雄果蝇中,有一对异型的性染色体XY。

那果蝇的眼色基因到底在哪里呢?是在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中哪个区段上呢?教材出示了摩尔根的假设,他认为:控制白眼性状的隐性基因由X染色体所携带,Y染色体上不带有白眼基因的等位基因,即控制果蝇眼色的基因在Ⅰ区段上。

之后摩尔根用这个假设合理的解释了他所得到的实验现象即实验一。

2019-2020年高二生物 对摩尔根果蝇杂交实验的分析及教学策略

2019-2020年高二生物 对摩尔根果蝇杂交实验的分析及教学策略

2019-2020年高二生物对摩尔根果蝇杂交实验的分析及教学策略1.对教材内容的分析1903年,美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞作为实验材料,研究精子和卵细胞的形成过程。

他发现了减数分裂过程中,基因和染色体的行为的一致性,所以萨顿用类比推理的方法提出假说:基因在染色体上。

但是类比推理的出的结论并不具有逻辑的必然性,其正确与否,还需要观察和实验的检验。

接下来,美国生物学家摩尔根用果蝇杂交实验为基因位于染色体上提供了证据。

摩尔根选用果蝇作为实验材料的原因:果蝇是一种昆虫,有体小、繁殖快、生育力强、饲养容易等优点。

1909年,摩尔根从野生型的红眼果蝇培养瓶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,他抓住这个例外不放,用它作了一系列设计精巧的实验。

摩尔根首先做了实验一: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从实验一中,不难看出F1中,全为红眼,说明红眼对白眼为显性,而F2中红眼和白眼数量之比为3:1,这也是符合遗传分离规律的,也表明果蝇的红眼和白眼由一对等位基因来控制。

所不同的是白眼性状总与性别相关联。

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,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、Y染色体上的非同源区段和同源区段。

(如下图)。

在雌果蝇中,有一对同型的性染色体XX,在雄果蝇中,有一对异型的性染色体XY。

那果蝇的眼色基因到底在哪里呢?是在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中哪个区段上呢?教材出示了摩尔根的假设,他认为:控制白眼性状的隐性基因由X染色体所携带,Y染色体上不带有白眼基因的等位基因,即控制果蝇眼色的基因在Ⅰ区段上。

之后摩尔根用这个假设合理的解释了他所得到的实验现象即实验一。

基于“5E”的摩尔根果蝇杂交实验教学探究

基于“5E”的摩尔根果蝇杂交实验教学探究

基于“5E”的摩尔根果蝇杂交实验教学探究作者:郑春粦来源:《中小学实验与装备》 2015年第2期福建省莆田市第十中学(351146)郑春粦以“摩尔根果蝇杂交实验”为例,尝试运用“5E”教学模式进行探究教学,介绍该模式的教学策略和操作程序。

“5E”教学模式是美国生物学课程研究(BSCS)开发出的基于建构主义教学理论的一种探究性教学模式,这种教学模式适用于理科教学特别是生物教学。

该模式强调通过小组合作学习促进学生对科学概念的理解和知识的建构;强调学生是学习的主体,是活动的中心,教师是引导者和帮助者,教师的作用是促进学生更好地探究而获取科学的概念,从而提高学生的生物科学素养。

“5E”教学模式包括吸引( Engagement)、探究(Exploration)、解释( Explanation)、精致(Elaborate)和评价(Evalua-tion)5个教学环节。

本文以“摩尔根果蝇杂交实验”为例介绍“5E”教学模式的教学策略和操作程序。

1教学目标1.1 知识目标(1)说明基因在染色体上的实验证据。

(2)在探究过程中,能正确写出雌、雄果蝇不同眼色性状的基因型。

1.2 能力目标(1)通过学习基因位于染色体上的实验证据,培养学生实验分析能力。

(2)规范的运用遗传图解解释实验现象。

1.3情感态度与价值观(1)通过本节学习激发学生对科学研究的热爱,认识科学研究的客观性、曲折性。

(2)形成“生物体的物质一结构一功能相互统一”的基本观点。

(3)教学重点:基因位于染色体上的实验证据。

(4)教学难点:对摩尔根实验现象的解释。

2教学策略教学设计以学生的思维过程为线索,引导学生重走摩尔根的探究之路。

教学不仅是让学生获得知识,更重要的是让学生学习科学研究的过程与方法。

学生是小组合作学习的主体和课堂教学活动的中心,教师是全班小组合作学习的组织者、促进者和引导者。

通过指导小组成员展开合作学习,发挥群体的积极功能,提高个体的学习动力和能力,激发了学生学习的主动性、创造性。

摩尔根果蝇杂交实验问题的生成与解析

摩尔根果蝇杂交实验问题的生成与解析

摩尔根果蝇杂交实验问题的生成与解析
摩尔根果蝇杂交实验是一种用于研究遗传学的实验,它是由英国科学家威廉·摩尔(William Morgan)在1910年发明的。

它的目的是研究遗传物质的结构和功能,以及它们如何在细胞中传递。

摩尔根果蝇杂交实验的基本原理是,将两种不同的果蝇(Drosophila melanogaster)杂交,以观察它们的后代的特征。

果蝇有两种形式:红眼和白眼。

红眼是一种遗传特征,它是由一种叫做“红眼”的基因所决定的,而白眼是由另一种叫做“白眼”的基因所决定的。

在摩尔根果蝇杂交实验中,科学家将一只红眼果蝇和一只白眼果蝇杂交,以观察它们的后代的特征。

结果发现,第一代后代中有一半是红眼,另一半是白眼,这表明红眼和白眼是由不同的基因决定的。

此外,第二代后代中有三分之一是红眼,三分之二是白眼,这表明红眼和白眼是由同一种基因决定的。

摩尔根果蝇杂交实验的结果表明,遗传物质是由一种叫做“基因”的物质所决定的,而基因又是由一种叫做“DNA”的物质所决定的。

这一发现为科学家们提供了一种新的方法来研究遗传物质的结构和功能,以及它们如何在细胞中传递。

总之,摩尔根果蝇杂交实验是一种重要的实验,它为科学家们提供了一种新的方法来研究遗传物质的结构和功能,以及它们如何在细胞中传递。

它也为科学家们提供了一种新的方法来研究基因的结构和功能,以及它们如何在细胞中传递。

摩尔根果蝇杂交实验的科学逻辑思维

摩尔根果蝇杂交实验的科学逻辑思维

摩尔根果蝇杂交实验的科学逻辑思维“摩尔根果蝇杂交实验的科学逻辑思维”,是传说中最重要的遗传学实验之一。

该实验在遗传学领域中具有非凡的影响力,被誉为遗传学之父。

我将在这篇文章中探讨该实验的科学逻辑思维,分为以下几个方面:一、科学提问的重要性在任何实验中,科学提问都是非常重要的。

摩尔根对果蝇的实验中,他提出了一个问题:“为什么活生生的个体的基因排列规律可以遵守孟德尔遗传定律?”这个问题瞩目于基因排列规律,使摩尔根思考基因遗传定律的某些矛盾和不协调的现象。

同时,这个问题也推动了科学研究方法的进一步发展,引导着更多的科学研究人员去探索和解答更多的科学问题。

二、理性推测的重要性在实验开始之前,科学家会对实验可能出现的结果进行推测。

这种推测需要基于理性和精确的思考,对实验中可能出现的结果加以合理的分析。

摩尔根提出了这样一个推测:如果果蝇的眼睛颜色是由基因控制的,那么将不同的眼睛颜色的果蝇进行杂交,将会得到混合性别的后代。

实验结果表明,理性的推测正是如此:杂交产生了不同眼睛颜色的果蝇后代,证明了果蝇的眼睛颜色是由基因控制的。

三、数据和结果的分析在实验中,数据和结果的分析是不可或缺的。

科学家需要对实验结果进行有条理和系统的分析。

在摩尔根的实验中,他对果蝇的眼睛颜色以及数量进行了统计和分析,从而得出的结论是:果蝇的眼睛颜色是由基因控制的。

同时,他还观察到了某些特殊现象,这些现象之后被解释为遗传变异。

四、推广和应用在整个实验过程中,从科学提问,推测,数据的分析,到最后的结论,这些都是科学发现过程中的重要步骤。

科学家不仅探索出了果蝇基因遗传定律,并将其推广到其他生物和人类遗传学领域。

总之,摩尔根的果蝇杂交实验,不仅是一个成功的实验,更是一种科学思维模式。

它的科学逻辑思维,引导了后来的科学研究者如何进行科学研究,如何提出问题和解决问题。

从而开启了遗传学这一广阔而神奇的领域。

最新浅析摩尔根果蝇杂交实验

最新浅析摩尔根果蝇杂交实验

浅析摩尔根果蝇杂交实验123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4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5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。

678P 红眼(雌)×白眼(雄)910↓1112F1 红眼(雌、雄)1314↓F1雌雄交配1516F2 红眼(雌、雄)白眼(雄)17183/4 1/41920图12122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23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241。

2526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27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28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29总和性别相联系。

如何解释这一现象呢?303132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33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,34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35示;在雄果蝇中,这对性染色体是异型的,用XY表示,如图2)3637,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三38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39上的同源区段Ⅱ(如图3)。

404142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43上呢?4445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 46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47Ⅰ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48实验现象即实验一,后来通过测交实验进行了验证。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

基于科学史的摩尔根果蝇杂交实验再探究人教版高中生物学必修2第2章第2节“基因在染色体上”的主要内容是摩尔根如何通过实验巧妙的证明“基因在染色体上”。

通过实际听课及对本节课教学案例的搜集与分析,发现在实际教学过程中存在一些问题。

本文在梳理常见问题的基础上,对科学史进行了深入挖掘,为一线教师更好的开展基于科学史的实验教学提供思路和借鉴。

1 摩尔根果蝇杂交实验教学中存在的问题1.1 对果蝇杂交实验的历史路径认识不清晰新教材P31(旧教材P29)描述“后来他们又通过测交等方法,进一步验证了这些解释”。

但教材并未说明摩尔根做了哪些测交,导致教师在讲授这部分内容时,忽略科学史发展的真正路径,错误的从已知出发,引导学生做出假设进行推断。

比如,介绍完摩尔根的果蝇杂交实验现象后,就让学生尝试按照①眼色基因仅位于Y染色体上;②眼色基因仅位于X染色体上;③眼色基因位于X、Y染色体的同源区段上的3种假设在染色体上标注基因(如W表示X染色体上的红眼基因,w表示X染色体上的白眼基因),解释摩尔根的实验现象。

实际上,摩尔根在实验过程中并未面临过这样的问题,并不存在同时提出这三种假设然后一一排除,最终保留正确假设的过程。

这样做不仅不符合科学史,也造成了推理环节的缺失,让学生对实验本质的理解出现障碍,从而使这个知识点成为学生学习的难点。

1.2 对教材理解不透彻,缺乏科学思维的引导教师之所以对实验的真实过程认识不清晰,有一个重要原因就是对教材中的某些关键表述没有深入理解。

比如新教材P31“由于白眼的遗传和性别相联系,而且与X 染色体的遗传相似,于是摩尔根及其同事设想.....”,通过什么实验确定白眼的遗传一定与性别相联系呢?何为与X染色体的遗传相似?这句话的背后是摩尔根做出假设的依据,不能理解这句话的含义,就会出现上述的第一个问题。

再比如,不乏有教师在讲本实验的测交实验时,单纯的以验证“控制眼色的基因位于X染色体上”为目的,错误的认为:如果用F1中的红雌与白雄测交,那么后代出现的四种表现型(红眼雌蝇,白眼雌蝇,红眼雄蝇,白眼雄蝇)的比例为1:1:1:1,是不能判断眼色基因与X染色体的关系,所以摩尔根的测交实验并没有这一组。

实际上这样的观点是将问题转化为:基因到底在常染色体还是性染色体上。

这是有违摩尔根的初衷的,摩尔根真正的意图是想要通过实验找到基因在染色体上的证据,来验证自己对萨顿观点的怀疑是否正确。

测交1结果与预测一致,可以证明基因在染色体上随着减数第一次分裂发生分离。

因此在教师用书(旧)的第58页中描述到:“子一代红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配......后代......比例是1:1:1:1。

摩尔根圆满地说明了他的实验结果”。

2 摩尔根果蝇杂交实验的真实历程2.1 摩尔根果蝇杂交实验的背景1865年,孟德尔提出了两条遗传学基本定律,但是他的工作并没有被世人理解,30多年后才重新被人们所认识;1891年,科学家描述了形成精子和卵细胞的减数分裂全过程;1903年,萨顿在《遗传的染色体》一书中提到:成对的染色体的行为,特别是它们在形成配子过程时的分离,是孟德尔遗传规律的物质基础;1909年,约翰逊给孟德尔的“遗传因子”重新起名为基因,并提出表现型和基因型的概念;1910年,摩尔根得到了白眼果蝇。

摩尔根称自己为实验生物学家,他不喜欢思辨式的讨论,而是主张一切结论皆应以实验结果为依据,他对孟德尔和萨顿的学说持怀疑态度。

他一直琢磨着设计一个实验,看看生物的遗传和染色体到底有什么关系,基因又是怎么回事(教材p30)。

事实上,只有在成对的相对性状被追踪的时候,才可能研究孟德尔式遗传,所以在摩尔根实验室以果蝇为遗传研究材料时,他想尽办法增加果蝇突变的可能性,希望可以产生性状变异,从而与正常(即野生型)果蝇构成相对性状,作为杂交试验材料,终于得到了一只白眼果蝇,并将白眼基因流传下来。

2.2 “假说-演绎”探究还原实验路径教材在P7明确提到了假说演绎法,事实上该方法也是摩尔根在研究中贯穿使用的方法。

该方法的大致步骤是:在观察和分析的基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结论,如果相符,则说明假说正确,反之则错误(图1)。

2.2.1 探究1:为什么F1都是红眼果蝇?(1)观察事实:将突变的白眼果蝇与野生红眼雌性进行杂交,发现F1雌雄都是红眼(图2)。

(2)提出问题:为什么F1全部是红眼果蝇?(3)提出假说:红眼基因是显性基因,白眼是隐性基因,F1是杂合子(摩尔根当时并不认同孟德尔,所以利用孟德尔遗传定律对该现象的解释只能是一种假说,要验证其是否正确,还需要未知实验的预测)。

(4)演绎推理:如果按照孟德尔分离定律,F1是杂合子,其自交应该会出现性状分离,并且显性与隐性比例为3:1。

(5)实验验证:F1红眼雌、雄果蝇相互交配后,所得F2中红眼3470只、白眼782只,可以认为大体上接近于孟德尔分离定律的3:1,且白眼均为雄性。

摩尔根立即写成以“果蝇的限性遗传”为题的论文并发表在1910年7月的《科学》杂志上。

结论:果蝇的眼色遗传表现符合分离定律,表明果蝇的红眼和白眼是受一对等位基因控制的。

2.2.2 探究2:白眼果蝇是否只与雄性相关?(1)观察事实:探究1中F2虽然比例符合一对等位基因的分离比,但是与孟德尔不同的是有白眼性状的只有雄性。

(2)提出问题:白眼基因是否只和雄性有关?(3)提出假说:白眼基因不只与雄性有关。

(4)演绎推理:如果白眼性状不只和雄性有关,那么亲本中的白眼雄蝇可以将自己的白眼基因传给F1和F2的红眼雌蝇,所以可以通过观察F1红眼雌蝇与白眼雄蝇的相互交配能否获得白眼雌蝇来确定。

(5)实验验证:F1红眼雌蝇与白眼雄蝇的相互交配获得白眼雌蝇(图3)。

结论:果蝇的白眼眼色与雌雄都有关。

2.2.3 探究3:为什么F2白眼只有雄性?(1)观察事实:既然白眼基因雌雄中都可能有,而在探究1中,F2的白眼只有雄性。

(2)提出问题:F2的白眼为什么只有雄性?(3)提出假说:基因位于与性别决定相关的性染色体上(在摩尔根之前的20世纪初,一些生物学家已经发现了性染色体的存在,并对果蝇染色体的组成有一定了解,对减数分裂的整个过程也描述的比较清楚,他们发现性别不同,性染色体的组成也不同,所以当某一个性状表现出对性别的偏好时,就考虑它是不是在与性别相关的染色体上)。

按照白眼基因位于X染色体上的假说试图解释探究1的整个过程,发现能够解释,说明假说合理。

但这并不代表该假说是正确的,要证明假说正确与否,还需通过实验检验推理的结论。

(4)演绎推理:如果该性状在常染色体上,则正、反交的结果一致;如果在性染色体上,则正、反交的结果可能不同。

所以如果正、反交结果不一致,就可确定眼色基因位于性染色体上。

(5)实验结果:用野生的红眼雄蝇与探究2中的白眼雌蝇交配,发现后代与正交的F1代表现型不同,所有的雌蝇都是红眼,所有的雄蝇都是白眼(图4)。

结论:正反交结果不同,控制白眼的基因在性染色体上。

2.2.4 探究4:为什么白眼基因与X染色体的行为高度一致?(1)观察事实:通过对反交实验的进一步分析,摩尔根发现,反交中F1代所有的雄蝇与母本的隐形性状相同,所有雌蝇与父本的显性性状相同,出现了“交叉遗传”(当时对减数分裂的研究表明,子代雄蝇从白眼雌蝇得到一条X;子代雌蝇从母本那里获得一条,也从父本那里获得一条,X染色体的遗传也出现了“交叉遗传”的特点)。

(2)提出问题:白眼基因和X染色体的行为为何如此一致?(3)提出假说:摩尔根大胆假设“控制眼色的基因位于染色体上,并且仅位于X 染色体上”。

(4)演绎推理:按照假说解释果蝇杂交实验发现可以解释的通,于是设计测交实验,推理结果后进行验证。

实际上摩尔根按照假说对F1和F2的果蝇均进行了测交验证,可以分为三类,分别是:测交1(F1红眼雌蝇与白眼雄蝇杂交)、测交2(F1红眼雄蝇与白眼雌蝇杂交)、测交3(F2的红眼雌蝇与白眼雄蝇单对杂交)。

在测交3中,由于F2的红眼雌蝇预测基因型不止一种,因此要与白眼雄蝇单对交配。

若眼色基因位于常染色体上,F2红眼雌蝇中纯合子与杂合子的比例应该为1:2,则单对交配后,有1/3不发生性状分离,有2/3发生性状分离;若眼色基因位于X染色体上,F2红眼雌蝇中纯合子与杂合子的比例应该为1:1,则单对交配后,一半不发生性状分离,一半发生性状分离。

(5)实验设计:对F1和F2的果蝇进行测交(图5)。

实验结果:与预测结果一致。

结论:测交2和测交3的结果证明白眼基因位于X染色体上。

3 教学启示3.1 适度拓展、还原科学史有利于为学生搭建思维平台教师要减少传统的传授式教学,为学生搭建脚手架提供更多的事实和证据。

这就要求教师一方面要加强资料查阅、信息整合并应用于教学的能力,另一方面要对教材、教参深入研究,挖掘出更有利于开展教学活动的内容,真正实现“用教材教”。

3.2 引导学生亲历科学家的思维过程是认识实验本质的关键若想要培养学生的科学思维,就应该带领学生走进摩尔根的精神世界,从他对孟德尔定律普适性和萨顿假说的怀疑出发,同他一起好奇果蝇白眼性状如何遗传,一起根据果蝇性别决定的背景知识对伴性遗传现象作出假设,一起设计测交、反交实验进行检验,整个过程都让学生亲历其中,为学生提供构思假设的机会,最终领悟并认同,从而达到训练思维、增长智慧的教学效果。

3.3 尊重科学史才能培养学生求真务实、批判质疑的科学态度在教学过程中,要尊重科学史的发展历程,对科学史中的科学思维方法有敏感的认知并深入理解,带领学生在原时代背景下,从科学家的角度发现问题、并按照一定逻辑有步骤的解决问题,最后用科学家的实验结果验证学生的假设,总之应该尽量让学生重历科学家的探究过程,尤其重视“提出猜想与假设”与“设计实验并验证”两个环节,着眼于学生思维品质的提升。

相关文档
最新文档