遺傳學實驗果蠅雜交設計書

1、遺傳學實驗果蠅雜交設計書遺傳學實驗果蠅雜交設計書、單因子試驗1、實驗原理分離定律（law of segregation ）也稱孟德爾 分離定律。一對基因在雜合狀態(tài)下不互相影響， 各自保持相對的獨立性，而在形成配子的時候， 就會互相分開，并按照原樣分配到不同的配子中 去。在一般情況下，配子的理論分離比是 1:1，子 二代（F2）的基因型分離比是1:2:1，若顯性完 全，F(xiàn)2的表型分離比是3:1。雜種后代分離出來 的隱性基因純合體與原來隱性親本在表型上是 一樣的，隱性基因并不因為和顯性基因在一起而 改變它的性質(zhì)。單因子雜交是指一對等位基因間的雜交。 野生 型果蠅是長翅（+/+），其長翅超出腹部末端

2、約 1/3.殘翅果蠅的雙翅已經(jīng)退化，只留下少量殘跡（vg/vg），無飛翔能力。Vg的基因座位于第二 染色體67.0,。對長翅（+）完全隱性。用野生型長翅果蠅與殘翅果蠅雜交，子一代（F1）全是長翅。子一代系內(nèi)交配，子二代產(chǎn) 生性狀分離，長翅：殘翅為 3:1,?；蛐蜑?/vg （長翅）雌雄均可產(chǎn)生兩種配子 +和 vg，并且各占1/2,。簡單列表可知F2的性狀 比為3:1。表1果蠅雜交實驗的配子及雙翅形狀的遺傳XF1早配子、F1 $配子、1/2 +1/2 vg1/2 +1/4 +/+1/4 +/vg長翅長翅1/2 vg1/4 +/vg長翅1/4 vg/vg殘翅2、實驗步驟（1）確定雜交親本，挑選處

3、女蠅。 選用2#與18#為親本進行雜交實驗。選用野生型長翅和突變型殘翅果蠅為雜交親 本。雌蠅一定要選處女蠅。處女蠅的挑選方法： 親本飼養(yǎng)2周之后，提前1012小時把培養(yǎng)瓶 內(nèi)所有活的成蟲倒干凈，然后在倒掉成蟲的12小時內(nèi)吧新羽化的成蟲倒出來，裝進消毒過的培 養(yǎng)瓶或者平底試管進行適度麻醉，麻醉后放在消 毒過的白瓷板或者硬紙板上把雌雄蠅分別挑出， 雌蠅即為處女蠅。根據(jù)實驗所需處女蠅數(shù)量的多 少，可連續(xù)收集，但不要超過 3天。(2) 配好雜交組合，進行正、反雜交。正交組合：野生型長翅(早)x突變型殘翅($)。用消毒過的毛筆把34只長翅處女蠅掃 入培養(yǎng)瓶中，然后把培養(yǎng)瓶水平放置，一面麻醉 狀態(tài)下的果蠅

4、沾到培養(yǎng)基或水珠而被悶死，隨機 用同樣方法掃入34只殘翅雄蠅，塞緊棉塞， 貼好標簽，保持水平直至果蠅蘇醒后放入25 C恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)反交組合：將親本性別交換。(3) 培養(yǎng)7天之后把親本果蠅成蟲全部倒出來 處死。(4) 再過7天F1成蠅出現(xiàn)，把F1成蠅轉(zhuǎn)移到 經(jīng)過消毒的空瓶子里進行適度麻醉，觀察 F1翅 形的變化，并把結(jié)果記錄。把56對適度麻醉的 F1轉(zhuǎn)入另一培養(yǎng)瓶，標明信息。表2正、反交Fi果蠅翅形觀察結(jié)果記錄表觀 察結(jié)果 統(tǒng)計日 期長翅早x殘翅父殘翅早x長翅父長翅數(shù)殘翅數(shù)長翅數(shù)殘翅數(shù)合計（5）過7天，F(xiàn)1成蟲倒出處死，培養(yǎng)基繼續(xù)培（6）過7天，F(xiàn)2成蟲出現(xiàn)，開始觀察，可以 連續(xù)觀察7天左右

5、，往后可能有F3成蟲出現(xiàn)， 所以觀察時間不要超過8天。記錄數(shù)據(jù)，觀察過 的成蟲集中處死。表3正、反交F2果蠅翅形觀 察結(jié)果記錄表觀 察結(jié)果 統(tǒng)計日 期長翅早X殘翅父殘翅早X長翅父長翅數(shù)殘翅數(shù)長翅數(shù)殘翅數(shù)合計（7）處理數(shù)據(jù)，并進行卡方檢驗，來確認是否 符合理論猜測比值。表4實驗結(jié)果x 2測驗表觀察結(jié) 果長翅（+）正 交、反交合并殘翅（vg ）正 交、反交合并合計實驗觀 察數(shù)（O）預期數(shù)3:1（ C）偏差（O-C）（O-C）2/C3、實驗預期結(jié)果（1）F1全部為長翅果蠅，而且正反交結(jié)果一樣。（2）F2出現(xiàn)翅形的性狀分離，并且數(shù)量比大約 符合長翅：斷翅為3:1，且正反交結(jié)果類似。通 過卡方檢驗證明實

6、際分離比與理論分離比一致。二、兩對基因自由組合實驗1、實驗原理由非同源染色體上的兩對等位基因所決定的 兩對相對性狀，在雜種第二代是自由組合的。根 據(jù)孟德爾第二定律，一對基因的分離與另一對（或者另幾對）基因的分離是獨立的。一對基因 所決定的性狀在雜種第二代是 3:1，兩對不連鎖 的基因所決定的形狀，在雜種第二代就呈 9:3:3:1，黑檀體果蠅（e）的體色烏黑，e的基 因座位于3號染色體70.7 ;與e相對應的野生 型性狀是體色灰黃。殘翅果蠅（vg）的雙翅幾乎 沒有，只能看到少量殘跡，vg的基因座位于2 號染色體67.0 ;與vg相對應的野生型是長翅。 由于e和vg位于不同源的染色體上，所以兩對

7、基因雜種在形成生殖細胞的時候，會產(chǎn)生4種不 同類型的配子，其理論比例為1:1:1:1。如果子 一代系內(nèi)雜交，4種$配子和4種早配子可形成 16種組合的合子，其中9種組合為長翅灰黃體，3種為黑色長翅，3種為灰體殘翅，1種組合為 黑身殘翅。子早配子+/ +/+/ e/vg/ +/Vg/ e/+/ +/+/+ +/+/+ +/e+/vg+/+/vg+/e+/ e/+/+ +/e+/+ e/e+/vg e/+/vg e/evg/ e/+/vg+/+/vg e/+vg/vg+/+vg/vg+/evg/ e/+/vg+/vgvg/vgvg/vg+/ee/e+/ee/e2、實驗步驟選用2#與e進行雜交試驗(

8、1) 分別挑選e、vg的處女蠅，要注意麻醉瓶、 毛筆、白瓷板的消毒(烘箱60C烘4h以上)。(2) 把vg?和e含放在一培養(yǎng)瓶中，e早和vg 含放在另一培養(yǎng)瓶中。操作類似單因子試驗。(3) 7天后將親本倒干凈處死。(4) 7天后檢查F1成蟲的形狀。若全為灰身長 翅，則雜交成功，否則為假雜種。成功的組合挑 選56對F1成蠅轉(zhuǎn)移到新的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)。(5) 7天后倒出F1成蟲處死。(6) 7天后，觀察F2成蟲，可連續(xù)觀察一周。表2果蠅兩對基因雜交F2性狀觀察結(jié)果(正、 反交合并)觀 察結(jié)果 統(tǒng)計日 期灰身長 翅黑身長 翅灰身殘 翅黑身殘 翅合計（7）統(tǒng)計數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，進行卡方檢驗 表3 x 2

9、測驗統(tǒng)計觀察結(jié)果灰身黑身灰身黑身合計長翅長翅殘翅殘翅實驗觀察數(shù)（O）預期數(shù)（9:3:3:1）（C）偏差（0-C）（0-C）F1全為灰體長翅，且正反交結(jié)果一致。 F2出現(xiàn)形狀分離，且灰體長翅：灰體殘翅: 黑體長翅：黑體殘翅約為9:3:3:1。且正反交結(jié) 果類似。通過卡方檢驗證明實際分離值與理論分 離值一致。三、三點測交與遺傳作圖1、實驗原理位于不同染色體上的兩對基因，它們決定的兩 對形狀在F2中是自由組合的。而位于一條染色 體上的基因則是連鎖的。同源染色體之間可以發(fā)/C3、預期實驗結(jié)果生交換，使子代出現(xiàn)一定數(shù)量的重組型， 重組型 出現(xiàn)的多少反映出基因間發(fā)生交換的頻率的高 低。根據(jù)基因在染色體中直

10、線排列的原理，基因間距離越遠，期間發(fā)生交換的可能性越大，即交 換頻率越高；反之則小，交換律就低。因此交換 值(cross in g-over value )的大小可以用來表 示基因間距離的長短。但交換值無法直接測定， 只有通過基因之間的重組來估計所發(fā)生交換的 頻率。所以通過計算重組值的大小，可以反映基 因之間距離的大小。金銀圖距是通過重組值的測定而得到的。如果 基因座相距很近，重組率與交換律的值相等，可 以根據(jù)重組率的大小作為有關基因間的相對距 離，把基因順序地排列在染色體上， 繪制出基因 圖。但在基因間相距較遠的情況下， 可能發(fā)生不 止一次交換，這時如果簡單把重組率當做交換 律，就會低估了交

11、換律，圖距也會隨之變小。因 此需要利用實驗數(shù)據(jù)進行修正，以便正確估計圖 距。根據(jù)這個道理，可以確定一系列基因在染色 體上的相對位置。本實驗通過對同一染色體上 3個非等位基因 的交換行為來驗證基因在染色體上呈直線排列。選用野生型果蠅（+/+長翅、直剛毛、紅眼） 與三隱性果蠅（abc/abc白眼、短翅、焦剛毛） 雜交，制成三因子雜種（+/abc），再把雌性雜 種與三隱性個體測交，在測交后代中由于基因間 的交換可得到8種不同的表型，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理， 繪制出遺傳學圖，這樣一次實驗便可測出3個連 鎖基因在染色體上的距離和順序，就叫做三點測 交或三點試驗。三隱性果蠅（m sn3 W具有短翅（m翅長至腹 部末

12、端）、卷剛毛（sn?）、白色復眼（w），這三 個基因都在X染色體上。把三隱性雌性果蠅與野生型雄蠅雜交，所得F1的雌蠅是三因子雜種（m sn3 w/+ + +），雄蠅是msn w/| （“/ ”表示X染色體，“ | ”表示Y 染色體），F(xiàn)1雌雄果蠅相互交配，得測交后代。F1的雌蠅表現(xiàn)型是野生型，雄蠅是三隱性。 得到測交后代，其中多數(shù)個體與原來親本相同。同時也會出現(xiàn)少量與親本不同的個體， 稱為重組 型。重組型是基因間發(fā)生交換的結(jié)果。F1雌蠅是三因子雜種，可以形成 8種配子,而F1雄蠅是三隱性個體，它們進行同系近交, 即測交，F(xiàn)2可得到8種表型。根據(jù)8種表型的 相對頻率可以計算重組值，并確定三基因的

13、排列 順序。因為重組值是表示基因間的交換頻率， 而圖距 表示基因間的相對距離，通常是由兩個臨近的基 因圖距相加得來的，所以圖距往往不同于重組 值。圖距可以超過50%而重組值只會逐漸接近 而不會超過50%只有基因相距較近的時候，重 組值才和圖距相等。2、實驗步驟選用6#雌果蠅與18#雄果蠅進行雜交實驗（1）收集和挑選三隱性品系處女蠅，同時收集 挑選野生型雄蠅。在挑選過程中，注意麻醉瓶等 干熱消毒，酒精擦拭之后晾干使用。（2）把挑選到的三隱性雌蠅和野生型雄果蠅， 各35只，用毛筆掃進空白的培養(yǎng)瓶中進行雜 交，操作與注意事項同前。（3）78天出現(xiàn)F1幼蟲，處死親本。（4）7天后，F(xiàn)1成蠅出現(xiàn)，可以觀

14、察到F1雌蠅 全部是野生型表型，雄蠅全是三隱性。挑選2030 對F1果蠅，放到新的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)雜交，每瓶56對。（5）7天后，F(xiàn)2幼蟲出現(xiàn)，處死F1成蟲(6) 再繼續(xù)培養(yǎng)，7天后，F(xiàn)2成蟲出現(xiàn)，可以 開始觀察。注意適度麻醉，否則可能導致長翅短 翅難以分辨。至少觀察250個果蠅，記錄數(shù)據(jù)。(7)分析數(shù)據(jù)，計算基因間重組值，繪制遺傳 學圖，進行修正。表1三點測交試驗F2性狀觀察和統(tǒng)計測交后代表型觀測數(shù)重組發(fā)生在3msn3mw3ws n3sn3 w m+ + + w+sn3 + m+sn3 + w m+ + m+sn3 w +總計重組值/%3、預期實驗結(jié)果(1) F1雌蠅全為野生型，F(xiàn)1雄蠅全為三隱

15、性。(2) F2大部分為野生型或三隱性果蠅，但是會 出現(xiàn)不同于親本的形狀組合。四、伴性遺傳1、實驗原理很多生物都有性染色體，而性別與這些性染 色體有密切的關系，如果基因位于性染色體上， 那么這些形狀與性別就會有關系。 遺傳學商，將 位于性染色體上的基因鎖控制的形狀遺傳方式 成為伴性遺傳。果蠅的性染色體屬于 XY型，雄 蠅為XY,雌性為X%通過果蠅眼色遺傳的研究， 可以觀察到果蠅眼色性狀的遺傳與性別有著密 切關系，因此可以知道控制果蠅眼色的基因位于 X染色體上。正交：雌性野生型與雄性白眼雜交， F1全 為野生型紅眼，F(xiàn)1系內(nèi)近交，F(xiàn)2早全為野生型 紅眼，$野生型紅眼和白眼各占一半。反交：雌性白眼

16、與雄性野生型紅眼雜交，F(xiàn)1 $全為白眼，早全為紅眼。F1系內(nèi)近交，F(xiàn)2無 論雌雄，均出現(xiàn)各占一半的白眼和紅眼。由此，子代雄性個體的 X染色體均來自母 本，而父本的X染色體總是傳遞給子代雌體，這 是伴性遺傳的一個重要特征。也可能有X染色體不分離而產(chǎn)生例外情況， 會使得反交F1的雌性出現(xiàn)白眼。2、實驗步驟選用18#與22#果蠅進行雜交試驗(1 )挑選收集早紅眼處女蠅，早白眼處女蠅。(2) 正交：把雌性紅眼處女蠅和雄性白眼各 34 只，放在同一培養(yǎng)瓶中雜交。反交：雌性白眼處 女蠅和雄性紅眼各34只，放在另一培養(yǎng)瓶中。(3) 把兩組培養(yǎng)7天F1幼蟲出現(xiàn)，倒干凈親本 果蠅處死。(4) 7天后，觀察F1成蟲性狀，記錄數(shù)據(jù)，注 意區(qū)分性別。之后各挑35對成蟲轉(zhuǎn)入新的培養(yǎng) 瓶中飼養(yǎng)。表1 F i A組合(正交)早+x WYS觀察結(jié)果觀察結(jié)果觀察日期、早紅眼+父紅眼+表2 F i B組合(反交)早WW +Y父觀察結(jié)果、觀察結(jié)果觀察日期、早