实验八一__果蝇的单因子实验

正交与反交之间存在一定的差异，但明显看出这个差异 不是很大，存在差异的原因是由许多因素造成的，如温度，大气压，人为因素等等。我认为 最主要的因素则应该是果蝇本身。正交是用长翅作为母本，反交则是用残翅作为母本，因为残翅果蝇无飞翔能力，进行杂交时较用残翅做父本时更加容易，因而造成了正反交之间的差异。 五:结论与讨论 根据以上实验结果并对其进行分析后可得到如下结论: 1.果蝇的长翅与残翅是位于常染色体上的一对等位基因，并且长翅是受显性基因控制的，为显性，而残翅则是受隐性基因控制的，为隐性。 2.常染色体上的遗传其正交和反交的结果是一致的，并不受到性别的决定。 3.用长翅果蝇与残翅果蝇进行交配，配子分离比为1:1，子一代雌雄个体间相互交配，子二代基因型分离比为1:2:1，显性完全时，子二代表型分离比是3:1. 4.用果蝇的长翅与残翅进行杂交，F2代长翅数与残翅数之比为3:1，符合孟德尔的分离定律。 1.就本次试验而言，可采用什么样的方法来验证分离定律, 分离定律的实质是指位于一对同源染色体上的一对等位基因在配子形成过程中，彼此分离，互不干扰，各自独立的分配到不同的配子中去，每个配子中只含有一对基因中的一个成员，对本次实验的真实性可以采用不同的方法进行验证。 1).测交法(test cross):测交法是把被检测的个体与隐性纯合体杂交，由于测交( 时常利用一个原来的隐性纯和亲本进行杂交，故又常称为回交，根据测交子代所出现的表型种类和比例，可以确定被测验个体的基因型。由于隐性纯合体只能产生一种含隐性基因的配子，他们与含有任何基因的另一种配子结合，其子代将只能表现出另一种配子所含基因的表型，因此，测交子代表型的种类和比例正好反映了被测个体所产生的配子种类和比例。 在本次试验中，我们已经验证了长翅与残翅是位于常染色体上的一对等位基因，要验证F2的表型分离比为3:1，即验证分离定律，可以用纯和的长翅果蝇和残翅果蝇进行杂交，F1代表现性为长翅，当用F1再与残翅果蝇测交时，F1形成两种配子，它们的数目应相等。而测交亲本的基因型只产生一种配子，因此在测交子代中，应该有1/2的果蝇基因型是显性，表现为长翅，1/2的表现为残翅。 长翅×残翅 长翅×残翅 ++ vgvg +vg vgvg ? ? ? ? 配子: + vg + vg vg ? ? F1: +vg +vg vgvg (长翅) (长翅) (残翅) 1 : 1 图1:果蝇翅型的理论结果 (2).自交法 按照孟德尔的假设，在F2代中凡表现隐性性状的类型其自交后代不会发生性状的分离，而表现显性性状的类型中应有1/3的个体自交后不会发生性状分离，2/3个体自交后代中仍会发生性状分离，且显性与隐性之比为3:1.在本次实验中，用F1代进行“自交”，其结果证实了这一推论，但是我们仅仅做到了F2代，显然并不能下定结论，孟德尔用豌豆的7对性状研究时，直到F7代仍符合，我们应该多做几代，若所有的结果仍符合这一推论，才能验证分离定律。 2.分离比例实现的条件, (1).研究的生物体必须是二倍体(体内染色体成对存在)，并且所研究的相对性状差异明显。 (2).在减数分裂过程中，形成的各种配子数目相等，或接近相等，不同类型的配子具有同等的生活力，受精时各种雌雄配子均能以均等的机会相互自由组合。 (3).受精后不同基因型的合子及自由合子发育的个体具有同样或大致同样的存活率。 (4).杂种后代都处于相对一致的条件下，而且试验分析的群体比较大。 3.群体规模的大小对分离定律的影响, 在本次实验中，群体规模的大小直接影响到实验的成败，群体规模必须要足够大，这样将不会产生很大的误差，如果我们研究的群体规模不是足够大的话，即使得到的结果也符合理论值，但是这并不能够代表实验的成功，因为会存在许多的偶然行，也会有很大的误差。因此，在做果蝇的实验中，必须要有足够大的群体规模，这样才具有说服力。因此，群体规模的大小是实验成功的关键所在。 4.孟德尔的分离定律是否是完善的，有没有什么不足之处,是否满足分离定律条件的所有生物都是按照孟德尔方式遗传的, 分离定律的实质是指位于一对同源染色体的上的等位基因在配子形成过程中，彼此分离，互不干扰，各自独立的分配到不同的配子中去，每个配子中只含有一对基因中的一个成员，理论上配子分离比是1:1，子二代基因型分离比是1:2:1，若显性完全，子二代表型分离比是3:1. 到目前为止，分离定律仍被广泛接受，其不足的地方尚未发现，它具有很重要的理论意义:(1).形成了颗粒遗传的正确观念;(2).指出了区分基因型的与表现性的重要性;(3).解释了生物变异产生的部分原因;(4).建立了遗传研究的基本方法。分离定律对生物遗传改良工作有重要的指导意义。 孟德尔是用豌豆的7对性状进行研究，从而发现了分离定律。由于生物界物种多样，满足分离定律条件的生物数不胜数，小到微生物，大到哺乳动物等，目前还未对其一一进行研究，因为微生物个体较小，繁殖快，不易于观察，要用其来研究尚存在一定的困难，实验室常用的果蝇，是符合孟德尔式遗传的。 六(作业 1.果蝇主要有哪些突变体, 答: 果蝇常见的突变体主要有:残翅, 白眼, 黑檀体, 焦刚毛,小翅等。 实验中使用的果蝇突变品系: 影响部分 突变名称 基因符号 染色体上座位 翅 残翅 ?R67.0 Vg 眼色 白眼 w X1.5 体色 黑檀体 ?R70.7 e 刚毛 焦刚毛 sn3 X21.0 翅形 小翅 m X36.1 果蝇常见的突变表型: 突变型 基因符号 表现特征 基因所在染色体 白眼 w 复眼白色 X 棒眼 B 复眼呈狭窄垂直棒形，小眼数少 X 褐色眼 bw 复眼褐色 II 猩红眼 st 复眼猩红色 III 黑檀体 c 身体乌木色，黑亮 III 黄体 y 身体浅橙黄色 X 焦毛 sn 刚毛卷曲烧曲焦状 X 黑体 b 颜色比黑檀体深 II 匙形翅 nub 翅小匙状 II 2 残翅 vg 翅退化，不能飞 II 翻翅 Cy 翅向上翻卷，纯合致死 II 短翅 m 翅膀短小，不超过身体 X 2.为什么做果蝇品系间杂交时，母本必须选用处女蝇,如何收集处女蝇,杂交F1代的安全期是如何确定的, 答:因为雌果蝇生殖器官有受精囊，可保存交配所得的大量的精子，能使大量的卵细胞受精。因此，在做果蝇杂交实验的时候，雌果蝇必须是处女蝇，保证实验结果的可靠性。 一般来说，刚羽化出来的果蝇在 12 小时之内是不进行交配的，所以在这段时间内选出的雌蝇即为处女蝇。为了保险起见，可以在羽化后的 8 小时内挑选。因此，在杂交实验开始的一段时间内，各实验小组要根据自己的实验，精心挑选处女蝇。为了操作方便，可以在每天晚上 22 : 00 , 23 : 00 将培养瓶内的成蝇杀死，次日早晨 8 : 00 , 00 对新羽化出的果蝇进行挑选。雌果蝇自羽化开始10小时之内尚未成熟而无交配9 : 能力。选择处女蝇时，先把培养瓶中的老果蝇全部除去，收集10小时之内羽化出来的新果蝇，麻醉后用放大镜在百瓷板上将果蝇雌雄分开，这时得到的雌果蝇应该全部都是处女蝇。如果要验证选取的处女蝇是否准确，先不要放入雄蝇，3天后看雌蝇是否产卵，如果产卵就不是处女蝇了。当证明确实是处女蝇的情况下再放入雄蝇，进行遗传杂交实验。 杂交F1代的计数安全期是自培养开始的20天内。因为再晚些，就可能会出现F2代了。 3.对之前的果蝇刚毛，眼睛，翅膀实验总结一下，进行对比且说明翅膀本身的演化与功能, 答:果蝇的刚毛主要是用来研究数量性状遗传。而由于果蝇的红眼和白眼是位于X染色体上，因此用果蝇的眼睛来研究伴性遗传。果蝇的长翅和残翅这一相对性状则是位于常染色体上的，且较容易观察，因此用它来研究单因子遗传。 果蝇的刚毛只能用数的方法加以度量，呈现出连续的变异，表现为数量性状的特点，因此常用果蝇的刚毛来研究数量性状遗传的特性。而果蝇的红眼和白眼，长翅与残翅都是彼此差别明显，一般没有中间过渡类型，这种呈现不连续变异的性状叫质量性状。数量性状的遗传要比质量性状复杂得多，它是由多对基因控制的，而且它们的表现易受环境条件变化的影响，同一品种在不同环境条件下，数量性状的表现会有很大差别，因此，在研究数量性状的遗传时，往往要分析多对基因的遗传表现，并要特别注意环境条件的影响。 现对果蝇的数量性状遗传，伴性遗传，单因子实验进行总结及对比如下: 数量性状的观察研究结果是一系列的数字材料，只有对这些数据进行适当的统计分析，估算一些遗传如遗传率以反映其遗传变异的特点，才能洞察其中的规律，由于大多数基因表现为群体性而缺乏个体性，因此分析时只考虑群体平均值，不强调个体的作用。 果蝇的伴性遗传是用位于性染色体(X染色体)上的红眼与白眼这一相对性状来验证的。它在亲代与子代之间的传递方式与雌雄性别有关，这就是伴性遗传的特点。所选用的性状必须是位于性染色体上的基因，伴性遗传进行正交和反交的结果是不一样的。 果蝇的单因子实验则要求是用于杂交的一对等位基因是位于常染色体上的。用来验证分离定律，也必须进行正交和反交，主要是排除伴性遗传的可能。正交和反交的结果理论上是一致的，且F2代的表型分离比应为3:1. 果蝇翅膀的演化: 霍华德休斯医学院的研究人员透过研究知道了果蝇DNA的哪个元素造成不同的品种形成这些斑点。他们的研究也提出了一个新证据，支援演化是一位持续不断的修补工人，使各品种间越来越复杂的假说。 这项研究发表于4月20 日的Science中。研究作者Sean Carroll表示，他们的研究结果强调多功性基因在演化中的重要性，使单一基因可以在不同组织中或在发育的不同阶段中表现。 在这项研究中，研究人员第一次将果蝇的77个品种组织成果蝇族谱，并与其祖先比较，以确认哪些品种的果蝇得到或失去翅膀的斑点。接著，研究人员分析导致二种相较于翅膀无斑点的祖先，独立地获得翅膀斑点的品种之基因机制。研究人员也针对二种相较于祖先，失去翅膀斑点的果蝇品种。 他们的基因研究集中于一种名为顺势调控子 (CREs) 的DNA片段，在翅膀斑点的演化中所扮演之角色。之前的研究发现，果蝇的CREs 调控yellow基因， CRE啟动yellow基因后，会生产斑点的黑色色素。 这项研究发现yellow基因这种多功基因可以在果蝇身体中不同部位表现，形成刺毛、吻部、胸部和腹部的顏色。这些不同的特征则受到个别的控制，因此这种多功性基因使得演化性增加。 果蝇翅膀本身的功能: 果蝇翅膀上的斑点是一个特别好的模式，因为我们知道它构成了新的功能，它的进化过程中失去了获得或在不同的物种。Decapentaplgic(Dpp)是影响果蝇翅膀发育的重要成形素(morphogen)之一(在果蝇胚胎发育的过程中，Dpp在翅膀器官芽的前后轴(antem—posterior axis)附近产生，通过某种未知的机制输运到翅膀器官芽的其他位置，启动相应的信号转导通路，控制目标位置细胞的生长发育(通过反应扩散方程建立成形素通过细胞膜非受体(non—receptor)的协助从其局部合成区域扩散到远程作用区域的数学模型，研究非受体对成形素浓度梯度形成的影响(阐明了通过非受体协助的成形素输运机制，可以形成既有生物学意义又对成形素超表达具有好的鲁棒性的浓度梯度( 七(参考文献 《普通遗传学》 杨业华主编 《遗传学实验》 刘祖洞 江绍慧主编 《现代遗传学》 张建民编