双因子杂交、伴性遗传和三点测交遗传实验报告.doc

双因子杂交、伴性遗传和三点测交遗传实验报告.doc 生命科学学院 遗传学实验报告 实验五六七:双因子杂交、伴性遗传和三点测交 一、实验目的: 1、通过对果蝇的杂交实验,正确理解分离定律的实质,并验证不加深理解三个的遗传觃律。 2、认识伴性遗传的正、反交差别,掌握伴性遗传的特点。 3、掌握绘制遗传学图的原理和,加深对重组值、遗传学图、双交换、并収率和干涉等概念的理解。 4、掌握果蝇的杂交技术,并学会交配结果和掌握统计处理的方法。 二、实验器材: 1、: 18号果蝇，野生型，及三种突变体果蝇即14号果蝇，黒身残翅，、w号果蝇，白眼，和6号果蝇，白眼卷刚毛小翅， 2、试剂:乙醇、乙醚、果蝇培养基等 3、器具:麻醉瓶、酒精灯、白瓷板、毛笔、镊子、培养管、棉球等 三、实验原理: 果蝇具有生活史短、繁殖率高、饲养简便、染色体数目少，2n=8，和突变性状多等特点,是研究遗传学的好材料。本次实验就是利用果蝇进行一系列的遗传学验证实验和染色体基因相对顺序和距离的测定,下面简要介绍关于双因子杂交、伴性遗传和三点测交的基本原理。 1、双因子杂交: 果蝇的灰体基因，E，不黑檀体基因，e，为一对相对性状,位于?R70.7位置,而长翅，Vg，不残翅，vg，为另一对相对性状,位于?R67.0位置。这两对基因是没有连锁关系的,位于不同染色体上的非等位基因。 因此非同源染色体的这两对非等位基因可以很好的验证自由组合定律。 自由组合觃律:位于非同源染色体上的两对非等位基因,其杂合体在形成配子时,等位基因彼此分离,进入不同的配子中,非等位基因可自由组合进入同一配子,结果产生4种比例相等的配子。若显性完全, F1自交产生F2代现出4种表型,比例为9:3:3:1。 双因子杂交的遗传觃律: 双因子杂交正交 双因子杂交反交 遗传学实验报告 18?×14? 14? × 18? 灰长 黑残 黑残 灰长 F1 灰长 F1 灰长 , , F2: 灰长:灰残:黑长:黑残=9:3:3:1 F2: 灰长:灰残:黑长:黑残=9:3:3:1 2、伴性遗传: 位于性染色体上的基因叫作伴性基因,其遗传方式不位于常染色体上的基因有一定差别,它在亲代不子代之间的传递方式不雌雄性别有关,伴性基因的这种遗传方式称为伴性遗传，sex-linked inheritance，。 果蝇的红眼不白眼是一对相对性状,由单基因控制,位于X染色体上,基因之间的关系为红眼对白眼完全显性。当红眼果蝇，?，和白眼果蝇，?，杂交,F1代中的果蝇均为红眼,F2代中红眼果蝇?白眼果蝇=3?1,但在雌果蝇中全为红眼,在雄果蝇中红眼果蝇?白眼果蝇=1?1。当反交时,F1代中的雌果蝇为红眼,雄果蝇却为白眼。F2代中红眼果蝇?白眼果蝇=1?1,在雌果蝇戒雄果蝇中红眼果蝇不白眼果蝇的比例均为1?1。 伴性遗传的遗传觃律: 伴性遗传正交 伴性遗传反交 18? × w? w? × 18? ++www + XX XY XXXY ?白眼 ?红眼 ?红眼 ?白眼 +ww+w+X XY F1: XF1: XX XY ?红眼 ?红眼 ?红眼 ?白眼 , , ++ +w+w+www +wF2: X XXX X Y X Y F2: XX X X X Y X Y ?红眼 ?红眼 ?红眼 ?白眼 ?红眼 ?白眼 ?红眼 ?白眼 3、三点测交 遗传学实验报告 位于同一条染色体上的基因是连锁的,而同源染色体上的基因之间会収生一定频率的交换,使子代中出现一定数量的重组型。 重组型出现的多少反映出基因间収生交换的频率的高低。 而根据基因在染色体上直线排列的原理,基因交换频率的高低不基因间的距离有一定的对应关系。 基因图距就是通过基因间重组值的测定而得到的。 如果基因座位相距很近,重组率不交换率的值相等,直接将重组值作为基因图距;如果基因间相距较进,两个基因间往往収生两次以上的交换,必须进行校正,来求出基因图距。 三点测交:用野生型纯合体不三隐性个体杂交,获得三因子杂种，F1，,再使F1不三隐性基因纯合体测交,通过对测交后，Ft，代表现型及其数目的分析,分别计算三个连锁基因之间的交换值,从而确定这三个基因在同一染色体上的顺序和距离。 通过一次三点测验可以同时确定三个连锁基因的位置,即相当于进行三次两点测验,而且能在试验中检测到所収生的双交换。 如果两个基因间的单交换并不影响邻近两个基因的单交换,那么预期的双交换频率应当等于两个单交换频率的乘积,但实际上观察到的双交换值往往低于预期值,因为每一次収生单交换,它邻近也収生一次交换的机会就减少,这叫干涉。一般用并収率表示干涉的大小。 三点测交，一次杂交,一次测交， 6号?，wsnm/wsnm， ， 18号?(+++/Y) 白卷小 红直长 F1: ?(+++/wsnm) ?(wsnm/Y) 红直长 白卷小 , 统计F2代各类型及数目填入表3 四、实验步骤: 遗传学实验报告 第一周: 1.准备工作: 双因子正交 将麻醉瓶和器具，白瓷板、毛笔等，进行消毒灭菌,放凉。 18?， 14? 领叏培养管6支,填写标签并贴在培养管上。 标签写法举例如右: 姓名: 选处女蝇: 共有4种果蝇品系,安排6个大桌分别负责 18号、14号、W号、6日期: 号果蝇的麻醉和雌雄分选，昨晚10:30已倒过果蝇,现在9:00点分选的雌蝇均为处女蝇，。 2.杂交组合设计: 双因子正交:18? ， 14? 双因子反交: 14?， 18? 伴性正交: 18? ， W? 6个杂交 伴性反交: W?， 18? 三点测交:6?， 18? 三点测交:6?， 18? 3.按照设计的组合将处女蝇和雄蝇分装在各个培养管中,每管中3~5对即可。用毛笔轻扫进培养管的管壁上,塞上棉塞后平放桌上。待管中果蝇都苏醒并活动自如以后,再将培养管竖着放进培养盒里。放25?培养箱进行培养。 第二周: 4、倒掉亲本果蝇并处死 第三周: 5、观察F然后计数,选择生活状态良好的F互交,3~5对即可,放入新的培养管中置25?培养箱11 进行培养。 第四周: 遗传学实验报告 6、清除培养瓶中所有的F亲本 1 第五周: 7、观察F,统计F2,处理数据。，统计过的果蝇放入酒精瓶中,杀死， 2 五、实验记录: 收集处女蝇时间:2011-10-21 9:00; 亲本接种时间:2011-10-21;清除的时间:2011-10-28; F1雌雄蝇接入新培养瓶的时间:2011-11-4;清除培养瓶中成蝇的时间:2011-11-11; 记录数据的日期:2011-11-18。记录数据如下表所示: 表1 双因子杂交的实验数据 双因子正交，18?×14?， 双因子反交，14?×18?， 组别 灰 长 灰 残 黑 长 黑 残 灰 长 灰 残 黑 长 黑 残 第一组 43 15 12 6 16 1 4 2 第二组 25 8 9 3 第三组 12 5 18 5 第四组 第五组 28 7 8 4 57 26 18 7 第六组 10 2 2 1 14 4 4 1 第七组 14 5 4 2 12 1 3 1 第八组 41 16 15 5 4 1 4 1 第九组 9 2 3 0 第十组 18 4 13 0 第十一组 12 6 3 3 9 6 4 0 总计 185 64 71 29 139 45 53 12 表2 伴性遗传的实验数据 遗传学实验报告 伴性遗传正交，18?×W?， 伴性遗传反交，W?×18?， 组别 白 ? 红 ? 白 ? 红 ? 白 ? 红 ? 白 ? 红 ? 第一组 15 17 0 27 8 6 6 4 第二组 4 4 0 17 20 14 16 22 第三组 12 10 0 18 0 13 14 15 第四组 26 19 0 41 16 11 24 15 第五组 18 25 0 42 26 15 26 20 第六组 13 8 0 19 11 13 16 16 第七组 19 16 0 24 20 26 19 25 第八组 11 8 1 17 8 12 12 7 第九组 9 12 0 30 9 10 12 9 第十组 12 20 0 22 17 23 8 18 第十一组 7 12 0 5 8 13 5 4 总计 146 151 1 262 143 156 158 155 表3 三点测交的实验数据 三点测交，6?×18?， 红直长白卷小红直小白卷长红卷小白直长白直小红卷长组别 +++ wsnm ++m wsn+ +snm w++ w+m +sn+ 第一组 43 26 15 8 2 7 3 1 第二组 57 3 4 1 0 1 1 0 第三组 13 6 6 6 1 3 0 0 第四组 15 11 7 11 2 6 1 0 第五组 59 36 12 4 3 11 4 3 遗传学实验报告 第六组 50 20 8 5 4 9 0 0 第七组 49 31 10 7 4 7 1 0 第八组 39 7 13 7 1 8 3 1 第九组 28 18 12 3 1 7 2 2 第十组 31 29 7 3 5 6 1 1 第十一组 17 6 2 0 2 3 0 2 总计 401 193 96 55 25 68 16 10 六、实验数据分析: 由于单个小组的实验数据有限，我们组为第一组，,在统计上需要大量的数据作为基础,因此实验数据的分析过程中的观察值和预期值都是基于全班实验结果的总计数据。 1、双因子杂交的实验数据分析 ，1，预期F的表型不比例: 灰长:灰残:黑长:黑残=9:3:3:1 2 ，2，正交的子二代的数量明显比反交的子二代的数量多这不求偶行为有一定的关系。 2，3，将F中相同表型的个体叠加起来,作为这种表型的观察值,进行χ测验。 2 2表4 双因子杂交的χ测验 灰长 灰残 黑长 黑残 总计 324 109 124 41 598 336 112 112 38 598 -12 -3 12 3 2χ=2.04 0.43 0.08 1.29 0.24 2df=4-1=3;α=0.05;χ=7.81 α 22结论:χ<χ;观察值不预期值之间的差异不显著,实验结果符合9:3:3:1的分离比。 α 2、伴性遗传的实验数据分析 遗传学实验报告 ，1，伴性遗传正反交的表型不同。预期结果:正交时,F1均为红眼,F2代中红眼?白眼=3?1,但在雌果蝇中全为红眼,在 ?中红眼?白眼=1?1。当反交时,F1代中的雌果蝇为红眼,雄果蝇却为白眼,F2代中红眼果蝇?白眼果蝇=1?1,在雌果蝇戒雄果蝇中红眼果蝇不白眼果蝇的比例均为1?1。 ，2，在伴性遗传的正交的实验结果中出现一只白眼雌果蝇,这个例外个体产生,是由于在减数分裂的过程中两条姐妹染色单体不分离造成的,F中出现了不应该出现的?性白眼,但这种情况极为罕2 见,约几千个体中有一个。不分离现象如下图所示: +w+F XX XY 1 + +ww+ 配子 X X X X 0 XY wwF XX XY XX XY XXX XXY X0 Y0 2 正常 通常死亡 白眼雌蝇 死亡 2，3，下表对统计数据进行χ测验,已确定观察值不预期结果的符合程度。 2表5 伴性遗传的χ测验 伴性遗传正交，18?×W?， 伴性遗传反交，W?×18?， 白 ? 红 ? 白 ? 红 ? 白 ? 红 ? 白 ? 红 ? 观察值，O， 146 151 1 262 143 156 158 155 预期值，E， 140 140 0 280 153 153 153 153 偏差O-E 6 11 1 -18 -10 3 5 2 2，O-E，/E 0.26 0.86 1.16 0.65 0.06 0.16 0.03 2 χ= 2.28 0.90 2df=4-1=3;α=0.05;χ=7.81 α 2222结论:χ<χ,χ<χ;观察值和预期值之间的差异不显著,实验结果符合正交3:1和反交1:1:正α反α 1:1的分离比 3、三点测交的实验数据分析: 遗传学实验报告 果蝇的性状查看不统计 表6 三点实验F2 重组发生在 表型 实得数 比例 w——m w——sn sn——m + + + 401 68.8% w sn m 193 + + m 96 ? ? 17.5% w sn + 55 + sn m 25 ? ? 10.7% w + + 68 w + m 16 ? ? 3.0% + sn + 10 合计 864 100% 13.7% 20.5% 28.2% 两端的基因间距离进行校正:28.2%+2×3.0%=34.2% 据本次实验结果算出的三个基因的相对顺序和距离 w sn m 13.7 20.5 34.2 图1 w-sn-m三个基因的遗传学图 单交换率分别为13.7%和20.5%;双交换率为3.0% 并収率=3.0%/(13.7%×20.5%)=1.07,干扰=1-1.07=-0.07;说明一次交换后并不干扰它的临近再収生一次交换。相反的一次交换后促使它的临近在収生一次交换,因此w-sn-m三个基因之间存在着负干扰。 w-sn-m三个基因间负干扰现象的出现可能有两个原因。一:果蝇在传代的过程确实出现了负干扰的现象,这不果蝇的品种有一定的关系,某些研究者利用家蚕的一些基因在研究过程中确实存在过负干扰现象;二:这可能不整个实验室的某一戒几组统计数据的偏差有关,也可能是果蝇的直卷刚毛的不易辨认有关。当然要确定其真正的原因还需要更多实验和更多实验数据的支撑。 七、结果讨论: 遗传学实验报告 本次遗传学大实验历时五周,并分为双因子杂交、伴性遗传和三点测交三个部分。这需要良好的分工协作,同时在辨别果蝇不计数的过程中同样需要足够的耐心不认真。就实验结果来看,每个小组的实验数据是进进不够的,但按照整个班级的实验数据进行的统计分析还是具有一定的可信度的,例如双因子杂交和伴性遗传的实验结果分别很好的验证自由组合定律和伴性遗传的特点。对于某个特殊现象的出现也能够给出合理的解释。三点测交的实验中也可以正确的判断三个基因的顺序和大概的距离,只是在并収率和干涉的方面有部分问题,可能存在负干扰,也可能由于部分数据的偏差所致。但是总体来说,本次的实验还是相当成功的。 八、备注: 1、各培养瓶的标注一定要清晰明了,放入的果蝇应对号入座。 2、保证杂交所用的亲本雌果蝇一定是处女蝇; 3、杂交后倒掉亲本时,一定要倒干净,以免造成回交产生实验误差。同样在F1自交后,倒掉F1时一定要倒干净,以免造成F1和F2的混杂产生实验误差。