實(shí)驗(yàn)三：果蠅的伴性遺傳

1、實(shí)驗(yàn)七 果蠅的伴性遺傳14 級(jí)生物技術(shù) 1 班 王堽 20140322142一、目的1、記錄交配結(jié)果和掌握統(tǒng)計(jì)處理方法 ;2、正確認(rèn)識(shí)伴性遺傳的正、反交的差別。二、原理 1910年，摩爾根在實(shí)驗(yàn)室中無(wú)數(shù)紅眼果蠅中發(fā)現(xiàn)了一只白眼雄蠅。 讓 這只白眼雄蠅與野生紅眼雌蠅交配， F1 全是紅眼果蠅。讓 F1 的雌雄 個(gè)體相互交配，則 F2 果蠅中有 3/4 為紅眼， l/4 為白眼，但所有白眼 果蠅都是雄性的。這表明，白眼這種性狀與性別相連系，外祖父的性 狀通過(guò)母親遺傳給兒子。 這種與性別相連的性狀的遺傳方式就是伴性 遺傳。摩爾根等對(duì)這種遺傳方式的解釋是：果蠅是 XY 型性別決定動(dòng) 物，控制白眼的隱性

2、基因（W）位在X性染色體上，而Y染色體上 卻沒(méi)有它的等位基因。 如果這種解釋是對(duì)的， 那么白眼雄蠅就應(yīng)產(chǎn)生 兩種精子：一種含有 X 染色體，其上有白眼基因（ W） ，另一種含有 丫染色體，其上沒(méi)有相應(yīng)的等位基因；F1雜型合子（Ww）雌蠅則應(yīng) 產(chǎn)生兩種卵子：一種所含的 X染色體，其上有紅眼基因（W）；另一 種所含的X染色體，其上有白眼基因（W）；后者若與白眼雄蠅回交， 應(yīng)產(chǎn)生 1/4 紅眼雌蠅， l/4 紅眼雄蠅， 1/4 白眼雌蠅， l/4 白眼雄蠅。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期的一樣，表明白眼基因（W）確在X染色體上。果蠅的性染色體有 X 和 Y 兩種類型 .雌蠅細(xì)胞內(nèi)有 2 條 X 染色體 ,為 同配

3、性別 （XX）, 雄蠅為 XY 是異配性別 .性染色體上的基因在其遺傳過(guò) 程中,其性狀表達(dá)規(guī)律總是與性別有關(guān) .因此 ,把性染色體上基因決定性 狀的遺傳方式叫伴性遺傳。果蠅的紅眼與白眼是一對(duì)由性染色體上的基因控制的相對(duì)性狀。 用紅 眼雌果蠅與白眼雄果蠅交配，F(xiàn)1代雌雄均為紅眼果蠅，F(xiàn)1代相互 交配，F(xiàn)2代則雌性均為紅眼，雄性紅眼：白眼=1: 1;相反用白 眼雌果蠅與紅眼雄果蠅交配，F(xiàn)1代雌性均為紅眼 ，雄性都是白眼， F1相互交配得F2代，雌蠅紅眼與白眼比例為1:1,雄蠅紅眼與 白眼比例亦為1：1。由此可見(jiàn)位于性染色體上的基因，與雌雄性別 有關(guān)系。伴性遺傳可歸納為下列規(guī)律：1. 當(dāng)同配性別的性

4、染色體 （如哺乳類等為 XX 為雌性, 鳥類 ZZ 為雄 性）傳遞純合顯性基因時(shí), F1 雌、雄個(gè)體都為顯性性狀。 F2 性狀的 分離呈 3 顯性： 1隱性;性別的分離呈 1 雌： 1雄。其中隱性個(gè)體的 性別與祖代隱性體一樣, 即 1/2 的外孫與其外祖父具有相同的表型特 征。2. 當(dāng)同配性別的性染色體傳遞純合體隱性基因時(shí), F1 表現(xiàn)為交叉遺 傳,即母親的性狀傳遞給兒子,父親的性狀傳遞給女兒, F2 中,性 狀與性別的比例均表現(xiàn)為 1： 1。3. 存在于 Y 染色體差別區(qū)段上的基因在進(jìn)行伴性遺傳實(shí)驗(yàn)時(shí)， 也會(huì)出現(xiàn)例外個(gè)體， 即在 B 雜交組合， F1 代中出現(xiàn)不應(yīng)該出現(xiàn)的雌性白眼，這是由于兩

5、條 x 染色體不分離造 成的，不過(guò)這種情況極為罕見(jiàn)，約幾千個(gè)個(gè)體中才有一個(gè)。三、儀器、設(shè)備、試劑及材料1、器材恒溫培養(yǎng)箱 ,雙筒解剖鏡，架盤天平 ,高壓滅菌鍋 ,培養(yǎng)瓶 ,麻醉瓶 ,白瓷板 , 毛筆,鑷子,棉花塞。2、試劑乙醚，丙酸 ,酵母粉 ,玉米面 ,瓊脂條 ,葡萄糖，蒸餾水。3、材料黑腹果蠅（Drosophila melanogaste品系，野生型紅眼（+）和突變型白眼（white eye,w）決定黑腹果蠅紅眼和白眼的基因位于X染色體上，是一對(duì)等位基因 .四、步驟1、配制培養(yǎng)基果蠅培養(yǎng)基配方 ：A:糖6.2克，加瓊脂0.62克，再加水38mm煮沸溶解；B:玉米粉8.25克，加水38mm,

6、加熱攪拌均勻，再加0.7克酵母粉；A和B混合加熱成糊狀后，加0.5mm丙酸，即可分裝到培養(yǎng)瓶中。 倒入培養(yǎng)基的厚度約 2 厘米,在培養(yǎng)基中插入一張消過(guò)毒的干燥硬紙 片,以擴(kuò)大果蠅的活動(dòng)場(chǎng)所。將培養(yǎng)瓶置入高溫高壓滅菌鍋內(nèi)，以121C, 1.5大氣壓消毒30分鐘。 消毒完成后， 待滅菌鍋內(nèi)壓力降至常壓后開啟鍋蓋使其半開， 再以滅 菌鍋干燥培養(yǎng)瓶之棉塞 30 分鐘，完成后取出使其冷卻備用。 待培養(yǎng)基冷卻后， 用酒精棉花擦去瓶壁上的水珠。 因?yàn)槠坷镉辛朔e水， 移入的果蠅容易淹死或粘住。2、收集處女蠅 雌果蠅自羽化開始 10 小時(shí)之內(nèi)尚未成熟而無(wú)交配能力。選擇處女蠅 時(shí)，先把培養(yǎng)瓶中的老果蠅全部除去，收

7、集 10 小時(shí)之內(nèi)羽化出來(lái)的 新果蠅，麻醉后用放大鏡在百瓷板上將果蠅雌雄分開， 這時(shí)得到的雌 果蠅應(yīng)該全部都是處女蠅。 如果要驗(yàn)證選取的處女蠅是否準(zhǔn)確， 先不 要放入雄蠅， 3 天后看雌蠅是否產(chǎn)卵，如果產(chǎn)卵就不是處女蠅了。3、接種按照無(wú)菌操作技術(shù)，一手持培養(yǎng)瓶，一手持廣口瓶，輕輕地旋轉(zhuǎn) 廣口瓶棉塞，使果蠅掉離棉塞，迅速取下兩瓶的棉塞，瓶口相對(duì)，培 養(yǎng)瓶在上，果蠅觸角根部的感覺(jué)神經(jīng)能和人類的耳朵一樣感知聲音和 重力，受驚嚇后會(huì)向上逃走，輕輕敲擊廣口瓶，果蠅會(huì)陸續(xù)飛入培養(yǎng) 瓶，塞好瓶口，進(jìn)行伴性遺傳雜交時(shí) ,應(yīng)該同時(shí)配置正交和反交試驗(yàn) 組合 .因?yàn)闆Q定性狀的基因在性染色體上 ,正,反交的結(jié)果會(huì)出現(xiàn)

8、性狀和 性別的差異 .在果蠅培養(yǎng)前 ,要在雜交培養(yǎng)瓶上貼上標(biāo)簽 ,標(biāo)明實(shí)驗(yàn)題目 雜交組合，雜交日期，實(shí)驗(yàn)者姓名.最后，把培養(yǎng)瓶放在2025C恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)飼養(yǎng)果蠅標(biāo)簽如下:A組B組+xWYWW x+Y日期日期姓名姓名4、去親本：果蠅飼養(yǎng)幾天以后，肉眼可見(jiàn)培養(yǎng)瓶中出現(xiàn)了幼蟲和蛹，這時(shí)可以將親 本移出，以防親本與F1果蠅混雜，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。5、F1代性狀觀察和統(tǒng)計(jì)：再經(jīng)過(guò)幾天飼養(yǎng)之后，培養(yǎng)瓶中會(huì)陸續(xù)羽化出F1代果蠅，仔細(xì)觀察F1 代果蠅性狀，統(tǒng)計(jì)正，反交F1代表型性狀的觀察結(jié)果，并將結(jié)果填入表6、F1代自交：把正交試驗(yàn)得到的F1代果蠅轉(zhuǎn)入一個(gè)新培養(yǎng)瓶中進(jìn)行相互交配，把反 交試驗(yàn)得到的F1代果蠅也轉(zhuǎn)入

9、一個(gè)新培養(yǎng)瓶中進(jìn)行互交（不需挑選處 女蠅），以期獲得F2代.7、去親本:經(jīng)過(guò)78天的培養(yǎng)當(dāng)培養(yǎng)瓶里出現(xiàn)了 F2代幼蟲和蛹時(shí)，把培養(yǎng)瓶里的 成蠅轉(zhuǎn)移出去，防止與F2代果蠅混雜.& F2代性狀觀察和統(tǒng)計(jì)：再經(jīng)過(guò)幾天飼養(yǎng)之后,F2代果蠅會(huì)陸續(xù)羽化來(lái)，仔細(xì)觀察F2代果蠅的 性狀,統(tǒng)計(jì)正，反交F2代表型性狀的觀察結(jié)果，并將結(jié)果填入表格。9、伴性遺傳試驗(yàn)結(jié)果分析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察和統(tǒng)計(jì)結(jié)果，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法，分析果蠅眼色遺傳的 現(xiàn)象和特點(diǎn)，深入理解伴性遺傳的本質(zhì)和規(guī)律。五、結(jié)果1、實(shí)驗(yàn)記錄表1果蠅觀察記錄（A ）瓶日期室溫C氣壓Kp恒溫箱溫度各類果蠅數(shù)目紅眼父什）白眼父（W）紅眼早（+）白眼早（w）10.2

10、118.582.1124.1接種：早(+ ) x (W)=10:1010.2716.281.8123.8瓶中出現(xiàn)幼蟲，放出親本10.3016.882.1423.215016011.218.882.3922.416019011.418.481.5622.612015011.518.181.7621.4挑出6對(duì)轉(zhuǎn)接入新培養(yǎng)瓶中11.1018.481.5221.6放出F1代親本11.1217.681.4921.45613011.1319.581.2323.17513011.1416.581.5722.78512011.1715.583.2323.1454885011.2116.883.1521.55

11、757106011.2414.883.1222.03128650表2果蠅觀察記錄（B）瓶日期室氣壓恒溫箱各類果蠅數(shù)目溫CKp溫度紅眼父什）白眼父（W）紅眼早（+）白眼早（w）10.2118.582.1124.1接種：早(w) X (備)=10:1010.2716.281.8123.8瓶中出現(xiàn)幼蟲，放出親本10.3016.882.1423.201517011.218.882.3922.401312011.418.481.5622.601916011.518.181.7621.4挑出6對(duì)轉(zhuǎn)接入新培養(yǎng)瓶中11.1018.481.5221.6放出F1代親本11.1217.681.4921.498761

12、1.1319.581.2323.1697811.1416.581.5722.7468911.1715.583.23232116.883.1521.55654574911.2414.883.1222.0363426382、結(jié)果統(tǒng)計(jì)表3f代統(tǒng)計(jì)結(jié)果（A）瓶觀察結(jié)果統(tǒng)計(jì)日期各類果蠅的數(shù)目紅眼父什）紅眼早（+）10.30151611.2161911.41215合計(jì)5043表4.Fi代統(tǒng)計(jì)結(jié)果（B）瓶、觀察結(jié)果統(tǒng)計(jì)日期各類果蠅的數(shù)目白眼父（w）紅眼早（+）10.30151711.2131211.41916合計(jì)4745表5.F2代統(tǒng)計(jì)結(jié)果（A）瓶觀察結(jié)果 統(tǒng)計(jì)日期、各類果蠅的數(shù)目

13、紅眼父什）白眼父（w）紅眼早（+）白眼早（w）11.125613011.137513011.148512011215757106011.243128650合計(jì)1531492940百分比26%25%49%0表6代統(tǒng)計(jì)結(jié)果（B）瓶觀察結(jié)果 統(tǒng)計(jì)日期、各類果蠅的數(shù)目紅眼父什）白眼父（W）紅眼早（+）白眼早（w）11.12987611.13697811.14468911.174442473911.215654574911.2436342638合計(jì)155153152149百分比25%25%25%23%六、結(jié)果分析表16 F2代A組合X2表紅眼父什）白眼父（w）紅眼早（+）白眼早

14、（w）觀察值（0）1531492940理論值（e）1491492980(o- e)40-40(O-e)2160160(o- e)/e0.0500.050x20.1P0.800.70查x2表得：當(dāng)x2=0.1時(shí)，即卩P0.05,說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)期值相符，他們之間的誤差屬于隨機(jī)誤差，說(shuō)明此實(shí)驗(yàn)F2代值科學(xué)，正交試驗(yàn)成功。表16 F2代B組合X2表紅眼父什)白眼父(w)紅眼早(+)白眼早(w)觀察值(0)155153152149理論值(e)152152152152(o- e)310-3(o-e)29109(o- e)/e0.060.00700.006x20.127P0.800.70查X2表得：當(dāng)

15、x2=0.127時(shí)，0.70P0.05,說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)期值相符，他們之間的誤差屬于隨機(jī)誤差，說(shuō)明此實(shí)驗(yàn)F2 代值科學(xué)，反交試驗(yàn)成功。根據(jù)x2測(cè)定，P0.05,說(shuō)明觀察值與理論值之間的偏差是沒(méi)有意義的， 也就是說(shuō)，可以認(rèn)為觀察值是符合假設(shè)的， 說(shuō)明實(shí)驗(yàn)本身沒(méi)有不合理， 且正交與反交結(jié)果不同，與伴性遺傳本身特點(diǎn)相符。綜上所述， 本實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合伴性遺傳的假設(shè)， 說(shuō)明眼色這對(duì)相對(duì)性狀 是由位于 X 上的基因控制。其遺傳是伴性遺傳。七、討論1. 為什么要做正反交？ 答：這是由于伴性遺傳的特點(diǎn)所決定的。性染色體是異形的，其實(shí)不 僅形態(tài)上不相同，質(zhì)量上也大不相同，以 XY 型而言， X 染色體和 Y

16、型染色體有一部分是同源的， 該部分的基因是互為等位的， 其所控制 的遺傳行為常與常染色體基因控制的性狀相同，另一部分是非同源 的，該部分基因就不能互為等位， X 染色體非同源部分的基因只存在 于 X 染色體上， Y 染色體非同源部分的基因只存在于 Y 染色體上， 兩者無(wú)配對(duì)關(guān)系，無(wú)功能上的聯(lián)系，這些基因稱半合基因，它們所控 制的性狀稱為伴性性狀， 因?yàn)檫@些性狀的遺傳與性別有關(guān)， 稱為伴性 遺傳。在伴性遺傳中，基因位于性染色體上，在本實(shí)驗(yàn)中，果蠅的眼色基因 位于 X 染色體上，所以，正交和反交的結(jié)果是不一樣的，這是伴性 遺傳的一個(gè)重要特征， 當(dāng)正反交結(jié)果不同時(shí)， 也可反過(guò)來(lái)證明該性狀 是伴性遺傳

17、。2、為什么挑取果蠅組成選育F2代時(shí)，不需要處女蠅？答：親本挑選時(shí)， 由于需要該種性狀該種基因型的親本，所以需要處 女蠅，當(dāng)親本雜交Fi代出現(xiàn)后，A組合中只有兩種表現(xiàn)型，即紅眼 雌性和紅眼雄性， B 組合中只有紅眼雌性和白眼雄性，兩個(gè)組合中， 雌雄果蠅都各只有一種性狀， 隨機(jī)挑取 5 對(duì)果蠅時(shí)， 所選的性狀也只 是那種性狀，所以是不是處女蠅都不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3、伴性遺傳的特點(diǎn)。答：1.當(dāng)同配性別的性染色體（如哺乳類等為 XX 為雌性，鳥類 ZZ 為雄性）傳遞純合顯性基因時(shí)， F1 雌、雄個(gè)體都為顯性性狀。 F2 性 狀的分離呈 3 顯性： 1隱性；性別的分離呈 1雌： 1雄。其中隱性個(gè) 體的

18、性別與祖代隱性體一樣， 即 1/2 的外孫與其外祖父具有相同的表 型特征。2. 當(dāng)同配性別的性染色體傳遞純合體隱性基因時(shí)， F1 表現(xiàn)為交叉遺 傳，即母親的性狀傳遞給兒子，父親的性狀傳遞給女兒， F2 中，性 狀與性別的比例均表現(xiàn)為 1： 1。3. 3.存在于 Y 染色體差別區(qū)段上的基因（特指人類或哺乳類）所決 定的性狀，或由 W 染色體所攜帶的基因所決定的性狀，僅僅由父親 （或母禽、母鳥）傳遞給其兒子（或雌禽、母鳥） 。表現(xiàn)為特殊的 Y 連鎖（或 W 連鎖）遺傳。八、作業(yè)1、何謂伴性遺傳？限性遺傳？從性遺傳？人類有哪些性狀是伴性遺 傳？答：性染色體是異形的， 其實(shí)不僅形態(tài)上不相同， 質(zhì)量上也大不相同， 以XY型而言，X染色體和丫型染色體有一部分是同源的，該部分的 基因是互為等位的， 其所控制的遺傳行為常與常染色體基因控制的性 狀相同，另一部分是非同源的，該部分基因就不能互為