程　軍

翻開(kāi)高中生物教材必修2，一種叫果蠅的小昆蟲(chóng)不時(shí)躍人眼簾，這種可愛(ài)的小昆蟲(chóng)學(xué)名叫黑腹果蠅(Drosophila melanogaster)。果蠅個(gè)體小、生活史短、繁殖力強(qiáng)、飼養(yǎng)簡(jiǎn)便，這些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，使它成為遺傳學(xué)研究的寵物。果蠅在新課標(biāo)生物教材中頻繁出現(xiàn)，是新教材尊重生物科學(xué)發(fā)展歷史的體現(xiàn)。它在高中生物教學(xué)中發(fā)揮著哪些作用呢?

一、果蠅伴性遺傳的研究是“基因位于染色體上”這一理論的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

在孟德?tīng)柕倪z傳規(guī)律被重新發(fā)現(xiàn)的時(shí)候，科學(xué)家們迫切地尋找基因在哪里。摩爾根，這位嚴(yán)謹(jǐn)?shù)呐咛ド飳W(xué)家坐不住了，他決定自己做實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。他選擇了果蠅作實(shí)驗(yàn)材料，有一天，他在眾多的紅眼果蠅中發(fā)現(xiàn)了一只奇妙的白眼果蠅，從那一刻開(kāi)始，果蠅就注定了成為科學(xué)史上最著名的昆蟲(chóng)目。摩爾根設(shè)計(jì)了一系列精巧的實(shí)驗(yàn)，其中最能說(shuō)明問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)是：將這只神奇的白眼果蠅和它的紅眼正常姊妹雜交，結(jié)果子一代(F1)無(wú)論雌雄都是紅眼，可見(jiàn)紅眼對(duì)白眼為顯性性狀。子二代(F2)中既出現(xiàn)紅眼果蠅又出現(xiàn)了白眼果蠅，紅眼與白眼的比例為3:1，雌雄比例為1:1，但奇怪的是白眼只限于雄性。如何解釋這一特殊現(xiàn)象呢?高中生物教材必修2給出了具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程，如圖1。

由于果蠅白眼的遺傳和性別相聯(lián)系，而且與X染色體的遺傳相似。于是，摩爾根設(shè)想，如果控制白眼的基因在X染色體上，果蠅白眼性狀遺傳的特殊情況就能得到圓滿(mǎn)的解釋。摩爾根又做了測(cè)交實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證了他的解釋。從而，果蠅雜交實(shí)驗(yàn)證明了控制白眼的基因在X染色體上，即“基因在染色體上”這一理論成立。接著他又用果蠅做了大量的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了繼孟德?tīng)栠z傳定律后的第三定律——基因的連鎖互換規(guī)律。摩爾根在染色體遺傳理論上的杰出貢獻(xiàn)為他贏得了諾貝爾獎(jiǎng)。

二、果蠅的染色體組成是理解“染色體組”概念的前提

在高中生物教材“染色體變異”這節(jié)課中，染色體組的概念是一個(gè)難點(diǎn)。教材首先介紹了果蠅染色體的組成，然后這樣寫(xiě)道：例如，雄果蠅精子中的一組染色體就組成了一個(gè)染色體組。為什么偏偏要以果蠅為例來(lái)說(shuō)明“染色體組”這一概念呢?

果蠅是目前被人類(lèi)研究和觀察最徹底的生物之一。它的遺傳背景清晰，果蠅體細(xì)胞染色體數(shù)相對(duì)較少，只有4對(duì)染色體，最重要的是果蠅唾腺細(xì)胞中的染色體—一唾腺染色體，它們進(jìn)行過(guò)多次復(fù)制但并不分開(kāi)，所以比普通染色體大得多，又被稱(chēng)為巨大染色體。在光學(xué)顯微鏡下就可以直接觀察到唾腺染色體，方便進(jìn)行遺傳操作。因而以果蠅為例介紹說(shuō)明染色體組的概念既簡(jiǎn)單易懂，又真實(shí)準(zhǔn)確，體現(xiàn)了生物科學(xué)的客觀性。

三、果蠅的性狀遺傳經(jīng)常出現(xiàn)在高中生物教學(xué)的課后練習(xí)及考試試題中

在遺傳學(xué)研究中，科學(xué)家讓果蠅產(chǎn)生了無(wú)數(shù)種變異。因而果蠅突變性狀多，并且多數(shù)為形態(tài)變異，便于觀察，如表1。

高中生物教材中關(guān)于遺傳的基本規(guī)律、伴性遺傳以及染色體組組成等知識(shí)內(nèi)容的很多習(xí)題都涉及了果蠅。高中生做習(xí)題時(shí)，經(jīng)常遇到果蠅常見(jiàn)的突變性狀，有時(shí)也為這些陌生的性狀感到頭痛。高考生物試題中也經(jīng)常出現(xiàn)果蠅的身影，例如通過(guò)2008年高考上海生物卷選擇題第8題和簡(jiǎn)答題第34題就可以窺見(jiàn)一斑?？梢?jiàn)，熟悉和掌握果蠅的一些突變性狀及其遺傳方式，對(duì)高中學(xué)生解題是有很大益處的。

例：(2008年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試上海生物學(xué)試卷)

選擇題第8題在果蠅的下列細(xì)胞中，一定存在Y染色體的細(xì)胞是_______。

A.初級(jí)精母細(xì)胞B.精細(xì)胞

C.初級(jí)卵母細(xì)胞D.卵細(xì)胞

參考答案：A

簡(jiǎn)答題34題請(qǐng)回答下列有關(guān)遺傳的問(wèn)題

1)紅眼(A)、正常剛毛(B)和灰色體(D)的正常果蠅經(jīng)過(guò)人工誘變產(chǎn)生基因突變的個(gè)體。下圖表示該突變個(gè)體的X染色體和常染色體及其上的相關(guān)基因(圖略)。

2)若只研究眼色，不考慮其他性狀，白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅雜交，F(xiàn)1雌雄果蠅的表現(xiàn)型及其比例是______。

3)基因型為ddX^aX^a和DDX^AY的果蠅雜交，F(xiàn)1雌雄果蠅的表現(xiàn)型及其比例是_____。

4)若基因a和b的交換值為50％，現(xiàn)有白眼異常剛毛的雌果蠅與正常雄果蠅雜交得到F1，F(xiàn)1雌果蠅所產(chǎn)生卵細(xì)胞的基因型的比例是X^AB：X^Ab：X^aB:X^ab__________。(參考答案略)

果蠅作為實(shí)驗(yàn)材料被廣泛應(yīng)用。2000年果蠅基因組序列基本測(cè)序完成，其部分基因與人類(lèi)的基因有著驚人的相似，因而它又成為為人類(lèi)基因組注釋的理想模型之一。高中階段抓住果蠅的知識(shí)，不僅能夠使學(xué)生客觀系統(tǒng)地理解掌握有關(guān)遺傳和變異的知識(shí)內(nèi)容，在學(xué)生做題時(shí)能夠起到舉一反三、事半功倍的效果；而且能夠使學(xué)生了解生物科學(xué)發(fā)展的歷史，以及相關(guān)科學(xué)研究的最新進(jìn)展，有助于提升高中生的生物科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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[5]2008年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試上海生物學(xué)試卷[J].生物學(xué)教學(xué)，2008(9).