果蠅遺傳學實驗

1、 遺傳學實驗遺傳學實驗主要內(nèi)容及安排（主要內(nèi)容及安排（i)i)1. 果蠅的飼養(yǎng)及性狀觀察 (教材p63.)（第9周）2. 果蠅唾腺染色體標本的制備與觀察(教材p9.及補充材料）（第9周）3. 果蠅的遺傳分析（單因子、雙因子、伴性遺傳、三點試驗） (教材p14.p25.p19.p35.)（第9-14周）4. 細胞有絲分裂標本的制備與觀察(教材p208.）（第10周）5. 減數(shù)分裂標本的制備與觀察(教材p1.及補充材料）（第10周）6. 染色體組型分析(教材p213.及補充材料）（第10周）7. 數(shù)量性狀遺傳分析：人類指紋的分析(補充材料）（第11周）果蠅遺傳學實驗（第果蠅遺傳學實驗（第9-14周

2、）周）動植物細胞及人類遺傳學實驗（第動植物細胞及人類遺傳學實驗（第10-11周周）主要內(nèi)容及安排（主要內(nèi)容及安排（ii)ii)8. 大腸桿菌轉(zhuǎn)化實驗(教材p136.及補充材料）（第11周）9. 未知質(zhì)粒限制性作圖(補充材料）（第12周）10.果蠅的誘變實驗/誘變物質(zhì)的微核測試(教材p261.等）n實驗設計（實驗方案的報告及討論，每組預備3-5min ppt）（第12周）微生物及分子遺傳學實驗（微生物及分子遺傳學實驗（第第11-12周周）設計、探究性實驗（設計、探究性實驗（第第12周周）主要內(nèi)容及安排（主要內(nèi)容及安排（iii)iii)n果蠅遺傳學分析實驗進展、總結(jié)報告（每組預備3-5min pp

3、t）（第13-14周）n探究性實驗實施、總結(jié)報告（每組預備3-5min ppt） （第13-14周）實驗實施、總結(jié)報告（第實驗實施、總結(jié)報告（第13-14周）周）一、果蠅遺傳學實驗一、果蠅遺傳學實驗1 1、果蠅的飼養(yǎng)和性狀觀察、果蠅的飼養(yǎng)和性狀觀察2 2、果蠅唾腺染色體標本的制備與觀察、果蠅唾腺染色體標本的制備與觀察3 3、果蠅的遺傳分析（單因子、雙因子、伴性遺傳、果蠅的遺傳分析（單因子、雙因子、伴性遺傳、三點試驗）三點試驗） （第（第9周）周）1 1、果蠅的飼養(yǎng)和性狀觀察、果蠅的飼養(yǎng)和性狀觀察1.1.了解果蠅用于遺傳學研究的一些背景知識了解果蠅用于遺傳學研究的一些背景知識2.2.學會果蠅的飼

4、養(yǎng)和麻醉等操作學會果蠅的飼養(yǎng)和麻醉等操作3.3.觀察果蠅的基本性狀觀察果蠅的基本性狀實驗目的：果蠅：遺傳學研究的好材料果蠅：遺傳學研究的好材料 drosophila melanogaster (fruit fly, 黑腹果蠅) n個體小、易于操作個體小、易于操作n生活周期短生活周期短n后代多后代多n突變體多突變體多n4 4對染色體對染色體果蠅的飼養(yǎng)及操作果蠅的飼養(yǎng)及操作n培養(yǎng)基：玉米粉；香蕉；米粉n20-25 n麻醉、操作：乙醚、co2；麻醉器、毛筆、白紙/白瓷板 等n4 stages: - egg （卵） - larva（幼蟲） - pupa （蛹） - adult （成蟲）果蠅的生活史果蠅

5、的生活史/life cycle/life cyclen 25時從卵到成蟲約10-12天突變體突變體/ /mutants mutants (i) (i)vestigial （殘翅，vg）wild type（野生型，+）wing（翅膀翅膀）ii 染色體white eye 白眼眼色wild type（野生型，+）x 染色體突變體突變體/ /mutantsmutants ( (ii)ii)果蠅常見的突變性狀果蠅常見的突變性狀突變性狀突變性狀基因符號基因符號性性 狀狀 特特 征征所在染色體所在染色體白眼白眼棒眼棒眼黑檀體黑檀體黑體黑體黃身黃身殘翅殘翅焦剛毛焦剛毛小翅小翅wbebyvgsnm復眼白色復眼白

6、色復眼縱條形復眼縱條形體呈烏木色，黑亮體呈烏木色，黑亮體呈深黑色體呈深黑色體呈淺黃色體呈淺黃色翅退化，部分殘留翅退化，部分殘留剛毛卷曲如燒焦狀剛毛卷曲如燒焦狀翅較短，僅至腹端翅較短，僅至腹端xxiii rlxrxx其它突變體示意圖其它突變體示意圖性別差異性別差異/sex difference/sex differencesizesize/ /體型體型male /雄雄female /雄雄abdomen /腹部sex comb/性梳genomegenome/ /基因組基因組雌雌雄雄黑腹果蠅染色體核型圖黑腹果蠅染色體核型圖果蠅基因果蠅基因/ /基因組數(shù)據(jù)庫基因組數(shù)據(jù)庫http:/flybase.or

7、g/實驗材料實驗材料n 2 2： v vestigialestigial/ /殘翅殘翅n 6 6： 三隱性三隱性n1818： w wild typeild type/ /野生型野生型n2222： w white eyehite eye/ /白眼白眼n e e： ebony/ebony/黑檀體黑檀體果蠅的性狀觀察果蠅的性狀觀察性性 狀狀表表 現(xiàn)現(xiàn) 型型野生型野生型殘翅殘翅白眼白眼三隱性三隱性黑檀體黑檀體體體 色色眼眼 色色 翅翅 形形剛毛形態(tài)剛毛形態(tài)編編 號號果蠅的麻醉操作要點果蠅的麻醉操作要點- 往“麻醉器”中滴加2-3滴乙醚；- 輕拍飼養(yǎng)瓶，將果蠅趕離瓶口；- 將“麻醉器”口套在飼養(yǎng)瓶口，倒

8、轉(zhuǎn)；- 輕拍飼養(yǎng)瓶，使果蠅麻醉并掉落“麻醉器”收集蓋；- 打開收集蓋，將麻醉的果蠅倒在白紙上；- 觀察果蠅的麻醉程度：麻醉過度致死的果蠅其翅膀與身體呈45度角；- 用放大鏡、或在解剖鏡、低倍鏡下觀察果蠅的形態(tài)、性狀；- 如有必要，可滴加少量乙醚于白紙，用平皿蓋住蘇醒的果蠅，使其再麻醉；- 用毛筆將果蠅移入飼養(yǎng)瓶，平放直到果蠅蘇醒。作業(yè)與思考作業(yè)與思考1 1，為什么說果蠅是遺傳學的好材料？，為什么說果蠅是遺傳學的好材料？2 2，怎樣飼養(yǎng)果蠅？麻醉果蠅時要注意什么？，怎樣飼養(yǎng)果蠅？麻醉果蠅時要注意什么？3 3，怎樣區(qū)分雌雄黑腹果蠅？，怎樣區(qū)分雌雄黑腹果蠅？4 4，果蠅性狀觀察的結(jié)果？，果蠅性狀觀察

9、的結(jié)果？2 2. . 果蠅唾腺染色體的制備與觀察果蠅唾腺染色體的制備與觀察1.練習取出果蠅唾腺的技術和制作唾腺染色體標本的方法。2.觀察唾腺染色體的特征：巨大、多線、體細胞聯(lián)會、橫紋、疏松區(qū) 等。3.繪多線染色體圖。實驗目的：實驗原理：果蠅等雙翅目類昆蟲幼蟲期有很大的唾腺細胞，其中的染色體也很巨大：寬約5m，長約400m，相當于普通中期相染色體的100-150倍，稱巨大染色體（giant chromosome）唾腺染色體經(jīng)多次復制而不分開，形成大約有1000-4000根染色體絲的拷貝，又稱多線染色體（polytene chromosome）唾腺染色體有許多重要特點，已為染色體結(jié)構畸變、化學組成

10、、基因定位及差異表達研究提供了獨特的材料，而唾腺染色體技術也是遺傳學研究中一項基本的技術。有絲分裂中期有絲分裂中期果蠅唾腺染色體的特點：1. 巨大；2. 多線；3. 體細胞聯(lián)會： - 唾腺染色體形成的最初，其同源染色體即處于緊密配對幾乎完全融合狀態(tài)。 - 在以后不斷的復制中仍不分開，所以唾腺染色體只呈現(xiàn)二倍體染色體數(shù)目的單元數(shù)。 - 由于其體細胞同源染色體的配對，故易于進行染色體的缺失、重復、倒位和易位的細胞學觀察和研究。體細胞聯(lián)會：各染色體著絲點附近異染色質(zhì)區(qū)相互結(jié)合形成染色很深的染色中心，第、對染色體呈形（中著絲粒），各有兩臂，染色體呈棒狀，第對染色體呈粒狀（第iv和x染色體為端著絲粒）

11、，觀察時可見5長1短共6條臂由染色中心向外蜿蜒伸展。果蠅唾腺染色體核型果蠅唾腺染色體核型果蠅唾腺染色體模式核型果蠅唾腺染色體模式核型 果蠅唾腺染色體圖果蠅唾腺染色體圖 (2n = 8)果蠅唾腺染色體的特點：4. 橫紋:-每條染色體的染色線在不同的區(qū)段螺旋化程度不一，出現(xiàn)一系列寬窄不同、染色深淺不一或明暗相間的橫紋。-不同染色體橫紋寬窄、疏密、數(shù)目、形狀和排列順序恒定，具有物種特異性。- 一旦染色體上發(fā)生了缺失，重復，倒位，易位等，也可較容易地在唾腺染色體上觀察識別出來。- 利用這些特征不僅可以鑒定不同的染色體，還可結(jié)合遺傳實驗結(jié)果進行基因定位。雜合子純合子果蠅唾腺染色體的特點：5. puff（

12、泡/疏松區(qū)）: - - 幼蟲的不同發(fā)育期，濃縮的染色質(zhì)纖維會成群解旋、松開，出現(xiàn)不連續(xù)的膨脹,形成泡狀松散結(jié)構。- 被認為是這部分基因被激活的標志。實驗材料與步驟實驗材料與步驟唾腺唾腺n剖取唾腺：n解離： n染色： n壓片： n觀察： n果蠅三齡幼蟲。其它？盲囊氣管脂肪體果蠅的唾腺唾腺與腸道的區(qū)別唾腺染色體唾腺染色體 （例）（例）作業(yè)與思考作業(yè)與思考1.1. 請畫一個有代表性的果蠅唾腺染色體圖，并任選一條請畫一個有代表性的果蠅唾腺染色體圖，并任選一條可識別的染色體，繪制染色體臂末端條橫紋?？勺R別的染色體，繪制染色體臂末端條橫紋。 2.2. 總結(jié)實驗過程中得到合格制片的要點?？偨Y(jié)實驗過程中得到合

13、格制片的要點。3.3. 果蠅巨大染色體有哪些特點？果蠅巨大染色體有哪些特點？4.4. 根據(jù)你所學的知識，聯(lián)會（根據(jù)你所學的知識，聯(lián)會（synapsissynapsis）應出現(xiàn)在什么）應出現(xiàn)在什么類型的細胞中？類型的細胞中？5.5. 制備果蠅唾腺染色體有何用處？制備果蠅唾腺染色體有何用處？ 3 3，果蠅的遺傳分析果蠅的遺傳分析1）law of segregation/分離定律 同源染色體上的等位基因在體細胞中成對存在，控制相對性狀的表現(xiàn)，具有一定的獨立性；當細胞進行減數(shù)分裂時，彼此會隨著同源染色體的分離而分開，分別進入兩個配子中，獨立地遺傳給后代。2）law of independent ass

14、ortment/自由組合定律 生物在減分裂形成配子的過程中,位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的，可以均等的機會組合到同一個配子中。孟德爾( (gregorgregor johann mendel) johann mendel) (1822年7月22日-1884年1月6日) 3 3，果蠅的遺傳分析果蠅的遺傳分析3）law of linkage and crossing over/ 連鎖與交換定律定律 在進行減數(shù)分裂形成配子時，位于同一條染色體上的不同基因，常常連在一起進入配子；在減數(shù)分裂形成四分體時，位于同源染色體上的等位基因有時會隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換，因而產(chǎn)生

15、了基因的重組。 摩爾根（thomas hunt morgan） (1866 1945) 3 3.1.1，monohybrid cross monohybrid cross exptexpt. .單因子實驗單因子實驗 a: vgvg（殘翅殘翅）x vgvg（長翅長翅）b: vgvg（長翅長翅）x vgvg（殘翅殘翅） vg = normal wing, vg = vestigial wing, female =, male =分離定律的驗證分離定律的驗證: :3.23.2，independent assortment of independent assortment of dihybriddi

16、hybrid cross cross exptexpt././雙因子實驗雙因子實驗 自由組合定律的驗證自由組合定律的驗證: :c: vgvg（殘翅（殘翅）x ee（黑檀體（黑檀體）d: ee（黑檀體（黑檀體） x vgvg（殘翅（殘翅） 3.33.3，sex-linked inheritancesex-linked inheritance伴性遺傳伴性遺傳 e: xwxw（白眼白眼）x xwy（紅眼紅眼）f: xwxw（紅眼紅眼）x xwy（白眼白眼） w = red eye, w = white eye, female =, male =3.43.4，three-point testcross

17、three-point testcross 三點試驗三點試驗 g: m sn3 w（三隱性（三隱性）x （野生型）（野生型） 小翅、卷剛毛、白眼小翅、卷剛毛、白眼 （x）基因圖距的測定基因圖距的測定: :f1xf1f2三隱性三隱性xprocedure of cross procedure of cross exptexpt. .雜交實驗步驟雜交實驗步驟1st week, collect virgin female 收集處女蠅2nd week, cross parents 父母本交配（5-6對）3rd week, remove all parents 去除父母本4th week, record

18、f1 data & do f1f1 記錄f1數(shù)據(jù)，f1自交（5-6對）6th week, record f2 data & chi-square test 記錄f2數(shù)據(jù)（統(tǒng)計一周）， 2 檢驗; 或f2（雌） 與三隱形（雄）測交，一周后統(tǒng)計后表型，計算基因相對距離和順序。data table data table / / 數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)表 （舉例）（舉例）chi-square test /2 檢驗hypothesis： 假設degree of freedom=n-1= 自由度2 = (o - e)2 /e =check the chi-square value from chi-square table 卡方值/