最新浅析摩尔根果蝇杂交实验
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浅析摩尔根果蝇杂交实验
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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
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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。
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P 红眼（雌）×白眼（雄）
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↓
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F1 红眼（雌、雄）
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↓F1雌雄交配
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F2 红眼（雌、雄）白眼（雄）
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3/4 1/4
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图1
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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24
1。
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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？
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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
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示；在雄果蝇中，这对性染色体是异型的，用XY表示，如图2）
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，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）。
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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？
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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47
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48
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：49
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、50
Ⅲ区段上吗?
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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53
一，还做了实验二和实验三。
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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56
个体间杂交，F2中红眼果蝇有雌也有雄，白眼果蝇只有雄性。
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(红眼、雌) （白眼、雄）
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↓
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F1 XWXw XWY
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(红眼、雌) ( 红眼、雄)
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↓
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F2 XWXW XWXw XWY XwY
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(红眼) (红眼) (红眼) ( 白眼)
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3/4 1/4
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图5
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(红眼、雌) （红、雄）
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↓
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F1 XX XYw
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(红眼、雌) ( 白眼、雄)
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↓F1雌雄交配
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F2 XX XYw
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(红眼、雌) ( 白眼、雄)
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图4
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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98
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99
图4。
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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102
设一不成立。
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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105
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106
如图5。
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此假设实验结果与摩尔根实验结果相符。
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P XWXW × XwYw
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(红眼、雌) （白眼、雄）
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↓
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F1 XWXw XWYw
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(红眼、雌) ( 红眼、雄)
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↓