果蝇遗传学实验

1、 遗传学实验遗传学实验主要内容及安排（主要内容及安排（I)I)1. 果蝇的饲养及性状观察 (教材P63.)（第9周）2. 果蝇唾腺染色体标本的制备与观察(教材P9.及补充材料）（第9周）3. 果蝇的遗传分析（单因子、双因子、伴性遗传、三点试验） (教材P14.P25.P19.P35.)（第9-14周）4. 细胞有丝分裂标本的制备与观察(教材P208.）（第10周）5. 减数分裂标本的制备与观察(教材P1.及补充材料）（第10周）6. 染色体组型分析(教材P213.及补充材料）（第10周）7. 数量性状遗传分析：人类指纹的分析(补充材料）（第11周）果蝇遗传学实验（第果蝇遗传学实验（第9-14周

2、）周）动植物细胞及人类遗传学实验（第动植物细胞及人类遗传学实验（第10-11周周）主要内容及安排（主要内容及安排（II)II)8. 大肠杆菌转化实验(教材P136.及补充材料）（第11周）9. 未知质粒限制性作图(补充材料）（第12周）10.果蝇的诱变实验/诱变物质的微核测试(教材P261.等）实验设计（实验方案的报告及讨论，每组预备3-5min PPT）（第12周）微生物及分子遗传学实验（微生物及分子遗传学实验（第第11-12周周）设计、探究性实验（设计、探究性实验（第第12周周）主要内容及安排（主要内容及安排（III)III)果蝇遗传学分析实验进展、总结报告（每组预备3-5min PPT）

3、（第13-14周）探究性实验实施、总结报告（每组预备3-5min PPT） （第13-14周）实验实施、总结报告（第实验实施、总结报告（第13-14周）周）一、果蝇遗传学实验一、果蝇遗传学实验1 1、果蝇的饲养和性状观察、果蝇的饲养和性状观察2 2、果蝇唾腺染色体标本的制备与观察、果蝇唾腺染色体标本的制备与观察3 3、果蝇的遗传分析（单因子、双因子、伴性遗、果蝇的遗传分析（单因子、双因子、伴性遗传、三点试验）传、三点试验） （第（第9周）周）1 1、果蝇的饲养和性状观察、果蝇的饲养和性状观察1.1.了解果蝇用于遗传学研究的一些背景知识了解果蝇用于遗传学研究的一些背景知识2.2.学会果蝇的饲养和

4、麻醉等操作学会果蝇的饲养和麻醉等操作3.3.观察果蝇的基本性状观察果蝇的基本性状实验目的：果蝇：遗传学研究的好材料果蝇：遗传学研究的好材料 Drosophila melanogaster (fruit fly, 黑腹果蝇) 个体小、易于操作个体小、易于操作 生活周期短生活周期短 后代多后代多 突变体多突变体多 4 4对染色体对染色体果蝇的饲养及操作果蝇的饲养及操作 培养基：玉米粉；香蕉；米粉 20-25 麻醉、操作：乙醚、CO2；麻醉器、毛笔、白纸/白瓷板 等 4 stages: - egg （卵） - larva（幼虫） - pupa （蛹） - adult （成虫）果蝇的生活史果蝇的生活史

5、/life cycle/life cyclen 25时从卵到成虫约10-12天突变体突变体/ /Mutants Mutants (I) (I)vestigial （残翅，vg）wild type（野生型，+）Wing（翅膀翅膀）II 染色体white eye 白眼眼色wild type（野生型，+）X 染色体突变体突变体/ /Mutants Mutants (II) (II)果蝇常见的突变性状果蝇常见的突变性状突变性状突变性状基因符号基因符号性性 状状 特特 征征所在染色体所在染色体白眼白眼棒眼棒眼黑檀体黑檀体黑体黑体黄身黄身残翅残翅焦刚毛焦刚毛小翅小翅WBebyvgsnm复眼白色复眼白色复眼

6、纵条形复眼纵条形体呈乌木色，黑亮体呈乌木色，黑亮体呈深黑色体呈深黑色体呈浅黄色体呈浅黄色翅退化，部分残留翅退化，部分残留刚毛卷曲如烧焦状刚毛卷曲如烧焦状翅较短，仅至腹端翅较短，仅至腹端XXIII RLXRXX其它突变体示意图其它突变体示意图性别差异性别差异/sex /sex differencedifferenceSizeSize/ /体型体型Male /雄Female /雄Abdomen /腹部Sex comb/性梳GenomeGenome/ /基因组基因组雌雌雄雄黑腹果蝇染色体核型图黑腹果蝇染色体核型图果蝇基因果蝇基因/ /基因组数据库基因组数据库/实验材

7、料实验材料 2 2： V Vestigialestigial/ /残翅残翅 6 6： 三隐性三隐性 1818： W Wild typeild type/ /野生型野生型 2222： W White eyehite eye/ /白眼白眼 e e： Ebony/Ebony/黑檀体黑檀体果蝇的性状观察果蝇的性状观察性性 状状表表 现现 型型野生型野生型残翅残翅白眼白眼三隐性三隐性黑檀体黑檀体体体 色色眼眼 色色 翅翅 形形刚毛形态刚毛形态编编 号号果蝇的麻醉操作要点果蝇的麻醉操作要点- 往“麻醉器”中滴加2-3滴乙醚；- 轻拍饲养瓶，将果蝇赶离瓶口；- 将“麻醉器”口套在饲养瓶口，倒转；- 轻拍饲养

8、瓶，使果蝇麻醉并掉落“麻醉器”收集盖；- 打开收集盖，将麻醉的果蝇倒在白纸上；- 观察果蝇的麻醉程度：麻醉过度致死的果蝇其翅膀与身体呈45度角；- 用放大镜、或在解剖镜、低倍镜下观察果蝇的形态、性状；- 如有必要，可滴加少量乙醚于白纸，用平皿盖住苏醒的果蝇，使其再麻醉；- 用毛笔将果蝇移入饲养瓶，平放直到果蝇苏醒。作业与思作业与思考考1 1，为什么说果蝇是遗传学的好材料？，为什么说果蝇是遗传学的好材料？2 2，怎样饲养果蝇？麻醉果蝇时要注意什么？，怎样饲养果蝇？麻醉果蝇时要注意什么？3 3，怎样区分雌雄黑腹果蝇？，怎样区分雌雄黑腹果蝇？4 4，果蝇性状观察的结果？，果蝇性状观察的结果？2 2.

9、 . 果蝇唾腺染色体的制备与观察果蝇唾腺染色体的制备与观察1.练习取出果蝇唾腺的技术和制作唾腺染色体标本的方法。2.观察唾腺染色体的特征：巨大、多线、体细胞联会、横纹、疏松区 等。3.绘多线染色体图。实验目的：实验原理：果蝇等双翅目类昆虫幼虫期有很大的唾腺细胞，其中的染色体也很巨大：宽约5m，长约400m，相当于普通中期相染色体的100-150倍，称巨大染色体（giant chromosome）唾腺染色体经多次复制而不分开，形成大约有1000-4000根染色体丝的拷贝，又称多线染色体（polytene chromosome）唾腺染色体有许多重要特点，已为染色体结构畸变、化学组成、基因定位及差异

10、表达研究提供了独特的材料，而唾腺染色体技术也是遗传学研究中一项基本的技术。有丝分裂中期果蝇唾腺染色体的特点：1. 巨大；2. 多线；3. 体细胞联会： - 唾腺染色体形成的最初，其同源染色体即处于紧密配对几乎完全融合状态。 - 在以后不断的复制中仍不分开，所以唾腺染色体只呈现二倍体染色体数目的单元数。 - 由于其体细胞同源染色体的配对，故易于进行染色体的缺失、重复、倒位和易位的细胞学观察和研究。体细胞联会：各染色体着丝点附近异染色质区相互结合形成染色很深的染色中心，第、对染色体呈形（中着丝粒），各有两臂，染色体呈棒状，第对染色体呈粒状（第IV和X染色体为端着丝粒） ，观察时可见5长1短共6条臂

11、由染色中心向外蜿蜒伸展。果蝇唾腺染色体核型果蝇唾腺染色体核型果蝇唾腺染色体模式核型果蝇唾腺染色体模式核型 果蝇唾腺染色体图果蝇唾腺染色体图 (2n = 8)果蝇唾腺染色体的特点：4. 横纹:-每条染色体的染色线在不同的区段螺旋化程度不一，出现一系列宽窄不同、染色深浅不一或明暗相间的横纹。-不同染色体横纹宽窄、疏密、数目、形状和排列顺序恒定，具有物种特异性。- 一旦染色体上发生了缺失，重复，倒位，易位等，也可较容易地在唾腺染色体上观察识别出来。- 利用这些特征不仅可以鉴定不同的染色体，还可结合遗传实验结果进行基因定位。杂合子纯合子果蝇唾腺染色体的特点：5. Puff（泡/疏松区）: - - 幼虫

12、的不同发育期，浓缩的染色质纤维会成群解旋、松开，出现不连续的膨胀,形成泡状松散结构。- 被认为是这部分基因被激活的标志。实验材料与步骤实验材料与步骤唾腺唾腺 剖取唾腺： 解离： 染色： 压片： 观察： n果蝇三龄幼虫。其它？盲囊气管脂肪体果蝇的唾腺果蝇的唾腺唾腺与肠道的区唾腺与肠道的区别别唾腺染色体唾腺染色体 （例）（例）作业与思考作业与思考1.1. 请画一个有代表性的果蝇唾腺染色体图，并任选一条请画一个有代表性的果蝇唾腺染色体图，并任选一条可识别的染色体，绘制染色体臂末端条横纹。可识别的染色体，绘制染色体臂末端条横纹。 2.2. 总结实验过程中得到合格制片的要点。总结实验过程中得到合格制片的

13、要点。3.3. 果蝇巨大染色体有哪些特点？果蝇巨大染色体有哪些特点？4.4. 根据你所学的知识，联会（根据你所学的知识，联会（synapsissynapsis）应出现在什么）应出现在什么类型的细胞中？类型的细胞中？5.5. 制备果蝇唾腺染色体有何用处？制备果蝇唾腺染色体有何用处？ 3 3，果蝇的遗传分析果蝇的遗传分析1）Law of segregation/分离定律 同源染色体上的等位基因在体细胞中成对存在，控制相对性状的表现，具有一定的独立性；当细胞进行减数分裂时，彼此会随着同源染色体的分离而分开，分别进入两个配子中，独立地遗传给后代。2）Law of independent assortm

14、ent/自由组合定律 生物在减分裂形成配子的过程中,位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的，可以均等的机会组合到同一个配子中。孟德尔( (GregorGregor Johann Mendel) Johann Mendel) (1822年7月22日-1884年1月6日) 3 3，果蝇的遗传分析果蝇的遗传分析3）Law of linkage and crossing over/ 连锁与交换定律定律 在进行减数分裂形成配子时，位于同一条染色体上的不同基因，常常连在一起进入配子；在减数分裂形成四分体时，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，因而产生了基因的

15、重组。 摩尔根（Thomas Hunt Morgan） (1866 1945) 3 3.1.1，Monohybrid cross Monohybrid cross exptexpt. .单因子实验单因子实验 A: vgvg（残翅残翅）x VgVg（长翅长翅）B: VgVg（长翅长翅）x vgvg（残翅残翅） Vg = normal wing, vg = vestigial wing, female =, male =分离定律的验证分离定律的验证: :3.23.2，Independent assortment Independent assortment of dihybrid cross ex

16、pt./of dihybrid cross expt./双因双因子实验子实验 自由组合定律的验证自由组合定律的验证: :C: vgvg（残翅）（残翅）x ee（黑檀体）（黑檀体）D: ee（黑檀体）（黑檀体） x vgvg（残翅）（残翅） 3.33.3，Sex-linked Sex-linked inheritanceinheritance伴性遗传伴性遗传 E: XwXw（白眼白眼）x XWY（红眼红眼）F: XWXW（红眼红眼）x XwY（白眼白眼） W = red eye, w = white eye, female =, male =3.43.4，Three-point Three-po

17、int testcrosstestcross 三点试验三点试验 G: m sn3 w（三隐性）（三隐性）x （野生型）（野生型） 小翅、卷刚毛、白眼 （X）基因图距的测定基因图距的测定: :F1xF1F2三隐性三隐性xProcedure of Cross exptProcedure of Cross expt. .杂交实验步骤杂交实验步骤1st week, collect virgin female 收集处女蝇2nd week, cross parents 父母本交配（5-6对）3rd week, remove all parents 去除父母本4th week, Record F1 data

18、 & do F1F1 记录F1数据，F1自交（5-6对）6th week, Record F2 data & Chi-square test 记录F2数据（统计一周）， 2 检验; 或F2（雌） 与三隐形（雄）测交，一周后统计后表型，计算基因相对距离和顺序。Data table Data table / / 数据表数据表 （举（举例）例）Chi-square test /2 检验检验Hypothesis： 假设Degree of freedom=n-1= 自由度2 = (O - E)2 /E =Check the Chi-Square value from Chi-Square

19、 table 卡方值/表If 2 20.05 , rejected, 假设被拒绝If 2 20.05 , cannot be rejected 假设不能被拒绝Result: 作业与思考：作业与思考：1.1. 果蝇的杂交实验中，为什么要收集处女蝇？简果蝇的杂交实验中，为什么要收集处女蝇？简单描述如何收集处女蝇？单描述如何收集处女蝇？2.2. 请分别用基因型和表现型描述单因子、双因子请分别用基因型和表现型描述单因子、双因子和伴性遗传实验及三点试验的原理。和伴性遗传实验及三点试验的原理。3.3. 对杂交实验数据进行统计分析，并说明其遗传对杂交实验数据进行统计分析，并说明其遗传学意义。学意义。主要内容及安排（主要内容及安排（II)II)8. 大肠杆菌转化实验(教材P136.及补充材料）（第11周）9. 未知质粒限制性作图(补充材料）（第12周）10.果蝇的诱变实验/诱变物质的微核测试(教材P261.等）实验设计（实验方案的报告及讨论，每组预备3-5min PPT）（第12周）微生物及分子遗传学实验（微生物及分子遗传学实验（第第11-12周周）设计、探究性实验（设计、探究性实验（第第12周周）果蝇：遗传学研究的好材料果蝇：遗传学研究的好材料 Drosophila melanogaster (fruit fly, 黑腹果蝇) 个体小、易于操作个体小、易于操作 生活周期短生活周期短 后代多