摩尔根果蝇杂交实验的真实历程
摩尔根在研究中惯用的方法是“假说—演绎法”。该方法的大致步骤如下：在观察和分析的基础上提出问题，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3-12）。
图3-12 假说—演绎模式图
图3-13 果蝇杂交实验图解
探究1：F1都是红眼果蝇的原因？
（1）观察现象：用野生红眼雌性与已突变的白眼雄果蝇进行杂交，观察到F1雌、雄都是红眼（图3-13）。
（2）提出问题：为什么F1全部是红眼果蝇？
（3）提出假说：若红眼基因是显性基因，白眼基因是隐性基因，则F1是杂合子（由于摩尔根当时并不赞同孟德尔，因此利用孟德尔遗传定律解释该现象属于一种假说，假说是否成立还需实验验证）。
（4）演绎推理：假设孟德尔分离定律成立，F1是杂合子，则其自交就会出现性状分离，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，得到的F2中红眼全部3 470只、白眼共782只，二者之比约为3∶1，符合孟德尔分离定律，且白眼皆为雄性。摩尔根随即撰写了以《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。
实验结论：果蝇的眼色遗传表现符合孟德尔分离定律，表明果蝇的红眼和白眼是由一对等位基因决定的。
探究2：白眼果蝇只有雄性吗？
（1）观察事实：探究1中F2获得的比例与孟德尔提出的一对等位基因的分离比相符，只是出现的白眼性状只有雄性与孟德尔定律不一致。
（2）提出问题：白眼果蝇只有雄性吗？
（3）提出假说：白眼基因不仅与雄性有关。
（4）演绎推理：假设白眼性状不仅和雄性有关，让红眼雌蝇与白眼雄蝇杂交，F1和F2的红眼雌蝇就会获得亲代白眼雄果蝇的白眼基因，那么就可以用白眼雄蝇与F1红眼雌蝇杂交观察后代中是否出现白眼雌蝇来确定。
（5）实验验证：白眼雄蝇与F1红眼雌蝇杂交获得白眼雌蝇（图3-14）。
图3-14 F1红眼雌蝇回交(https://www.daowen.com)
图3-15 果蝇反交实验图解
实验结论：雌、雄果蝇都有白眼眼色性状。
探究3：F2白眼为何只有雄性？
（1）观察事实：雌、雄中都有白眼基因，而探究1中，F2的白眼仅存于雄性个体。
（2）提出问题：F2白眼为何只有雄性？
（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，染色体的存在已经被一些生物学家发现，果蝇染色体的组成也被知晓，减数分裂的整个过程已经能够清楚描述。他们发现不同性别的生物，性染色体的组成亦不同，通常当某一个性状表现出与性别密切相关时，就考虑它可能位于与性别相关的染色体上）。白眼基因存在于X染色体上的假说被提出尝试解释探究1的整个过程，可以解释，说明假说合理。但不能说明该假说是成立的，假说成立与否，还需通过实验检验推理的结论。
（4）演绎推理：如果控制该性状的基因位于常染色体上，那么正、反交的结果一致；如果控制该性状的基因位于在性染色体上，那么正、反交的结果可能不同。所以如果正、反交结果不同，则可确定眼色基因存在于性染色体上。
（5）实验结果：用探究2中的白眼雌蝇与野生的红眼雄蝇交配，后代雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼与正交的F1代表现型不同（图3-15）。
实验结论：正、反交结果不同，说明控制白眼性状的基因存在于性染色体上。
探究4：白眼基因和X染色体的行为为何如此相同？
（1）观察事实：进一步对反交实验分析，摩尔根观察到，反交中F1代所有的雄蝇与母本的性状一致，所有雌蝇与父本的性状也一致，表现出了“交叉遗传”（减数分裂研究表明，子代雄蝇的X染色体来自白眼雌蝇其中一条；子代雌蝇的X染色体一条来自母本一条来自父本，X染色体的遗传表现出“交叉遗传”特点）。
（2）提出问题：白眼基因和X染色体的行为为何如此相同？
（3）提出假说：摩尔根大胆假设“控制眼色的基因仅存在于X染色体上”。
（4）演绎推理：根据假说可以合理解释果蝇杂交实验，在通过设计测交实验，推理结论进行验证。事实上摩尔根依据假说对F1和F2的果蝇都进行了测交验证，包括三类，分别是：测交1（白眼雄蝇与F1红眼雌蝇杂交）、测交2（白眼雌蝇与F1红眼雄蝇杂交）、测交3（白眼雄蝇与F2的红眼雌蝇单对杂交）。在测交3中，F2的红眼雌蝇可能存在两种基因型，所以要和白眼雄蝇一对一对交配。假设决定眼色性状的基因存在于常染色体上，那么F2红眼雌蝇中纯合子与杂合子的比例应该为1∶2，则一对一对交配后，稳定遗传的占1/3，杂合子占2/3；假设控制眼色的基因存在于X染色体上，那么F2红眼雌蝇中纯合子与杂合子各占1/2，则一对一对交配后，1/2稳定遗传，1/2发生性状分离。
图3-16 果蝇的三类测交实验
（5）实验设计：用F1和F2的果蝇进行测交（图3-16）。
实验结果：与预测结果相符。
实验结论：测交2和测交3实验的结果说明控制白眼性状的基因存在于X染色体上。