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课件网) 第一章 遗传的细胞基础 第四节 基因位于染色体上 孟德尔用“遗传因子”阐明了豌豆杂交实验中的遗传规律，但他并没有指出“遗传因子”究竟是什么。许多科学家通过观察和研究，指出细胞中的染色体有可能携带遗传因子(基因)，但都没能通过实验加以证实。唯有一位科学家选取果蝇作为实验材料获得了成功。果蝇有什么“过人之处”呢 果蝇有什么“过人之处”呢 事实： 1.1909年，美国科学家摩尔根(T.H. Morgan,1866-1945)开始在实验室培养黑腹果蝇，并用作实验材料。 2.黑腹果蝇易培养，繁殖快。在自然环境中，果蝇常常生活在腐烂的水果上。雌果蝇一次大约可产卵400个。在室温条件下，大约20h后幼虫就会破壳而出，10 天就可以繁殖一代，完成其生活史(图1-4-1)。 3.黑腹果蝇易于遗传操作。雌性个体长约2.5 mm，雄性个体稍短。在显微镜下，科学家就能对这种昆虫进行观察和研究。 4.黑腹果蝇体细胞中只有四对染色体，其中一对为决定性别的性染色体，分别用X和Y表示。性染色体组成为XX的个体为雌性，性染色体组成为XY的个体为雄性。 果蝇的优点 （1）饲养容易 用一只牛奶瓶，放一些捣烂的香蕉，就可以饲养数百甚至上千只果蝇。 （2）繁殖快 雌果蝇一次大约可产卵400个。在室温条件下，大约20h 后幼虫就会破壳而出，10天就可以繁殖一代完成生活史。 成虫 蛹 三龄幼虫 二龄幼虫 一龄幼虫 （3）黑腹果蝇易于遗传操作 雌性个体长约2.5mm，雄性个体稍短。在显微镜下，科学家就能对这种昆虫进行观察和研究。 雌性 雄性 性染色体 常染色体 同型 异型 Y大 （4）果蝇染色体数量少 黑腹果蝇体细胞中只有四对染色体，其中一对为决定性别的性染色体，分别为X和Y。 （5）果蝇有众多容易区分的相对性状。 红眼 白眼 孟德尔在论文中强调，必须尽可能仔细地挑选实验材料。他选择豌豆为实验材料是获得成功的原因之一。摩尔根选择黑腹果蝇为实验材料，又是如何展开研究的？他的研究结果真的能证明基因位于染色体上吗 基因位于染色体上的实验证据 孟德尔遗传规律被再次发现后，科学家就大胆推断基因和染色体之间存在一定的关系。在探索基因与染色体之间关系的道路上，摩尔根以果蝇为实验材料，为证明基因位于染色体上做出了重要的贡献。 在自然环境中，野生型果蝇(纯合子)的眼睛颜色都是红色的。1910年，摩尔根非常意外地发现了一只眼睛为白色的雄果蝇(图1-4-3)。 当他把这只白眼雄蝇和野生型红眼雌蝇交配时，子一代不论雌雄都是红眼，子一代继续交配，子二代中的雌蝇全为红眼，雄蝇半数是红眼，半数是白眼。在子二代中，如果不论雌雄，红眼 : 白眼 = 3 : 1，这符合孟德尔提出的3 : 1比例；如果将雌雄分别统计，白眼全是雄蝇，显然不符合3 : 1比例。摩尔根又做了测交实验，利用最初的那只白眼雄蝇和它的红眼子一代雌蝇交配，结果是红眼雌蝇 : 红眼雄蝇 : 白眼雌蝇 : 白眼雄蝇=1 : 1 : 1 : 1，这又完全符合孟德尔测交实验的比例。 根据这些实验结果，摩尔根推测果蝇红眼和白眼性状的遗传与性染色体有关，他作出假设：控制白眼性状的基因w位于X染色体上，是隐性的；控制红眼性状的基因 W 是显性的，与基因w是一对等位基因。红眼雌雄果蝇的基因型分别为 XWXW(或XWXw)和XWY，白眼雌雄果蝇的基因型分别为XwXw和XwY。根据假设，可以解释上述实验。例如，红眼雌蝇和红眼雄蝇的交配结果如图1-4-4。 这样虽然圆满解释了实验结果，但是为了验证假设，摩尔根又设计了三个新的实验：(1)子二代雌蝇虽然都是红眼，但一半是XWXW，一半是XWXw，因此，子二代这两种类型的雌蝇分别与白眼雄蝇交配时，前者所产的后代表型全是红眼，如图1-4-5 A，后者所产的后代结果如图1-4-5 B；(2)白眼雌蝇和红眼雄蝇交配，子 ... ...
