果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)

果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第1頁(yè)主要內(nèi)容及安排（I)1.果蠅喂養(yǎng)及性狀觀察(教材P63.)（第9周）2.果蠅唾腺染色體標(biāo)本制備與觀察(教材P9.及補(bǔ)充材料）（第9周）3.果蠅遺傳分析（單因子、雙因子、伴性遺傳、三點(diǎn)試驗(yàn)）(教材P14.P25.P19.P35.)（第9-14周）4.細(xì)胞有絲分裂標(biāo)本制備與觀察(教材P208.）（第10周）5.減數(shù)分裂標(biāo)本制備與觀察(教材P1.及補(bǔ)充材料）（第10周）6.染色體組型分析(教材P213.及補(bǔ)充材料）（第10周）7.數(shù)量性狀遺傳分析：人類指紋分析(補(bǔ)充材料）（第11周）果蠅遺傳學(xué)試驗(yàn)（第9-14周）動(dòng)植物細(xì)胞及人類遺傳學(xué)試驗(yàn)（第10-11周）果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第2頁(yè)主要內(nèi)容及安排（II)8.大腸桿菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)(教材P136.及補(bǔ)充材料）（第11周）9.未知質(zhì)粒限制性作圖(補(bǔ)充材料）（第12周）10.果蠅誘變?cè)囼?yàn)/誘變物質(zhì)微核測(cè)試(教材P261.等）試驗(yàn)設(shè)計(jì)（試驗(yàn)方案匯報(bào)及討論，每組預(yù)備3-5minPPT）（第12周）微生物及分子遺傳學(xué)試驗(yàn)（第11-12周）設(shè)計(jì)、探究性試驗(yàn)（第12周）果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第3頁(yè)主要內(nèi)容及安排（III)果蠅遺傳學(xué)分析試驗(yàn)進(jìn)展、總結(jié)匯報(bào)（每組預(yù)備3-5minPPT）（第13-14周）探究性試驗(yàn)實(shí)施、總結(jié)匯報(bào)（每組預(yù)備3-5minPPT）（第13-14周）試驗(yàn)實(shí)施、總結(jié)匯報(bào)（第13-14周）果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第4頁(yè)一、果蠅遺傳學(xué)試驗(yàn)1、果蠅喂養(yǎng)和性狀觀察2、果蠅唾腺染色體標(biāo)本制備與觀察3、果蠅遺傳分析（單因子、雙因子、伴性遺傳、三點(diǎn)試驗(yàn)）（第9周）果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第5頁(yè)1、果蠅喂養(yǎng)和性狀觀察1.了解果蠅用于遺傳學(xué)研究一些背景知識(shí)2.學(xué)會(huì)果蠅喂養(yǎng)和麻醉等操作3.觀察果蠅基礎(chǔ)性狀試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第6頁(yè)果蠅：遺傳學(xué)研究好材料

Drosophila

melanogaster(fruitfly,黑腹果蠅)

個(gè)體小、易于操作生活周期短后代多突變體多4對(duì)染色體果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第7頁(yè)果蠅喂養(yǎng)及操作培養(yǎng)基：玉米粉；香蕉；米粉20-25℃麻醉、操作：乙醚、CO2；麻醉器、毛筆、白紙/白瓷板等果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第8頁(yè)4stages:

-egg（卵）-larva（幼蟲）-

pupa（蛹）-

adult（成蟲）果蠅生活史/lifecycle

25℃時(shí)從卵到成蟲約10-12天果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第9頁(yè)突變體/Mutants(I)vestigial（殘翅，vg）wildtype（野生型，+）Wing（翅膀）II

染色體果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第10頁(yè)whiteeye白眼眼色wildtype（野生型，+）X

染色體突變體/Mutants(II)果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第11頁(yè)果蠅常見突變性狀突變性狀基因符號(hào)性

狀

特

征所在染色體白眼棒眼黑檀體黑體黃身殘翅焦剛毛小翅WBebyvgsnm復(fù)眼白色復(fù)眼縱條形體呈烏木色，黑亮體呈深黑色體呈淺黃色翅退化，個(gè)別殘留剛毛卷曲如燒焦?fàn)畛彷^短，僅至腹端XXIIIRⅡLXⅡRXX果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第12頁(yè)其它突變體示意圖果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第13頁(yè)性別差異/sexdifferenceSize/體型Male/雄Female/雄Abdomen/腹部Sexcomb/性梳果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第14頁(yè)Genome/基因組雌雄黑腹果蠅染色體核型圖果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第15頁(yè)果蠅基因/基因組數(shù)據(jù)庫(kù)/果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第16頁(yè)試驗(yàn)材料

2＃：Vestigial/殘翅

6＃：三隱性18＃：Wildtype/野生型22＃：Whiteeye/白眼

e：Ebony/黑檀體果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第17頁(yè)果蠅性狀觀察性狀表現(xiàn)型野生型殘翅白眼三隱性黑檀體體色眼色翅形剛毛形態(tài)編號(hào)果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第18頁(yè)果蠅麻醉操作關(guān)鍵點(diǎn)-往“麻醉器”中滴加2-3滴乙醚；-輕拍喂養(yǎng)瓶，將果蠅趕離瓶口；-

將“麻醉器”口套在喂養(yǎng)瓶口，倒轉(zhuǎn)；-輕拍喂養(yǎng)瓶，使果蠅麻醉并掉落“麻醉器”搜集蓋；-打開搜集蓋，將麻醉果蠅倒在白紙上；-觀察果蠅麻醉程度：麻醉過分致死果蠅其翅膀與身體呈45度角；-用放大鏡、或在解剖鏡、低倍鏡下觀察果蠅形態(tài)、性狀；-如有必要，可滴加少許乙醚于白紙，用平皿蓋住清醒果蠅，使其再麻醉；-用毛筆將果蠅移入喂養(yǎng)瓶，平放直到果蠅清醒。果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第19頁(yè)作業(yè)與思索1，為何說果蠅是遺傳學(xué)好材料？2，怎樣喂養(yǎng)果蠅？麻醉果蠅時(shí)要注意什么？3，怎樣區(qū)分雌雄黑腹果蠅？4，果蠅性狀觀察結(jié)果？果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第20頁(yè)2.

果蠅唾腺染色體制備與觀察練習(xí)取出果蠅唾腺技術(shù)和制作唾腺染色體標(biāo)本方法。觀察唾腺染色體特征：巨大、多線、體細(xì)胞聯(lián)會(huì)、橫紋、疏松區(qū)等。繪多線染色體圖。試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第21頁(yè)試驗(yàn)原理：果蠅等雙翅目類昆蟲幼蟲期有很大唾腺細(xì)胞，其中染色體也很巨大：寬約5μm，長(zhǎng)約400μm，相當(dāng)于普通中期相染色體100-150倍，稱巨大染色體（giantchromosome）唾腺染色體經(jīng)屢次復(fù)制而不分開，形成大約有1000-4000根染色體絲拷貝，又稱多線染色體（polytenechromosome）唾腺染色體有許多主要特點(diǎn)，已為染色體結(jié)構(gòu)畸變、化學(xué)組成、基因定位及差異表示研究提供了獨(dú)特材料，而唾腺染色體技術(shù)也是遺傳學(xué)研究中一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)。有絲分裂中期果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第22頁(yè)果蠅唾腺染色體特點(diǎn)：巨大；多線；體細(xì)胞聯(lián)會(huì)：

-唾腺染色體形成最初，其同源染色體即處于緊密配對(duì)幾乎完全融合狀態(tài)。

-在以后不停復(fù)制中仍不分開，所以唾腺染色體只展現(xiàn)二倍體染色體數(shù)目標(biāo)單元數(shù)。

-因?yàn)槠潴w細(xì)胞同源染色體配對(duì)，故易于進(jìn)行染色體缺失、重復(fù)、倒位和易位細(xì)胞學(xué)觀察和研究。果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第23頁(yè)體細(xì)胞聯(lián)會(huì)：各染色體著絲點(diǎn)附近異染色質(zhì)區(qū)相互結(jié)合形成染色很深染色中心，第Ⅱ、Ⅲ對(duì)染色體呈Ｖ形（中著絲粒），各有兩臂，Ｘ染色體呈棒狀，第Ⅳ對(duì)染色體呈粒狀（第IV和X染色體為端著絲粒），觀察時(shí)可見5長(zhǎng)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模式核型

果蠅唾腺染色體圖

(2n=8)果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第24頁(yè)果蠅唾腺染色體特點(diǎn)：4.橫紋:每條染色體染色線在不一樣區(qū)段螺旋化程度不一，出現(xiàn)一系列寬窄不一樣、染色深淺不一或明暗相間橫紋。不一樣染色體橫紋寬窄、疏密、數(shù)目、形狀和排列次序恒定，含有物種特異性。-一旦染色體上發(fā)生了缺失，重復(fù)，倒位，易位等，也可較輕易地在唾腺染色體上觀察識(shí)別出來。-利用這些特征不但能夠判定不一樣染色體，還可結(jié)合遺傳試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行基因定位。雜合子純合子果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第25頁(yè)果蠅唾腺染色體特點(diǎn)：5.Puff（泡/疏松區(qū)）:

-幼蟲不一樣發(fā)育期，濃縮染色質(zhì)纖維會(huì)成群解旋、松開，出現(xiàn)不連續(xù)膨脹,形成泡狀渙散結(jié)構(gòu)。-被認(rèn)為是這個(gè)別基因被激活標(biāo)志。果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第26頁(yè)試驗(yàn)材料與步驟唾腺剖取唾腺：解離：

染色：

壓片：

觀察：

果蠅三齡幼蟲。其它？盲囊氣管脂肪體果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第27頁(yè)果蠅唾腺果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第28頁(yè)唾腺與腸道區(qū)分果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第29頁(yè)唾腺染色體（例）果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第30頁(yè)作業(yè)與思索請(qǐng)畫一個(gè)有代表性果蠅唾腺染色體圖，并任選一條可識(shí)別染色體，繪制染色體臂末端５～１０條橫紋?？偨Y(jié)試驗(yàn)過程中得到合格制片關(guān)鍵點(diǎn)。果蠅巨大染色體有哪些特點(diǎn)？依據(jù)你所學(xué)知識(shí)，聯(lián)會(huì)（synapsis）應(yīng)出現(xiàn)在什么類型細(xì)胞中？制備果蠅唾腺染色體有何用處？果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第31頁(yè)

3，果蠅遺傳分析1）Lawofsegregation/分離定律同源染色體上等位基因在體細(xì)胞中成對(duì)存在，控制相對(duì)性狀表現(xiàn)，含有一定獨(dú)立性；當(dāng)細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，彼此會(huì)伴隨同源染色體分離而分開，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中，獨(dú)立地遺傳給后代。2）Lawofindependentassortment/自由組合定律生物在減分裂形成配子過程中,位于非同源染色體上非等位基因分離或組合是互不干擾，能夠均等機(jī)會(huì)組合到同一個(gè)配子中。孟德爾(GregorJohannMendel)

(1822年7月22日-1884年1月6日)

果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第32頁(yè)

3，果蠅遺傳分析3）Lawoflinkageandcrossingover/連鎖與交換定律定律在進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時(shí)，位于同一條染色體上不一樣基因，經(jīng)常連在一起進(jìn)入配子；在減數(shù)分裂形成四分體時(shí)，位于同源染色體上等位基因有時(shí)會(huì)伴隨非姐妹染色單體交換而發(fā)生交換，因而產(chǎn)生了基因重組。摩爾根（ThomasHuntMorgan）

(1866～1945)果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第33頁(yè)3.1，Monohybridcrossexpt.

單因子試驗(yàn)

A:

♀vgvg（殘翅）x

VgVg（長(zhǎng)翅）♂B:

♀VgVg（長(zhǎng)翅）x

vgvg（殘翅）♂

Vg=normalwing,vg=vestigialwing,female=♀,male=♂分離定律驗(yàn)證:果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第34頁(yè)3.2，Independentassortmentofdihybridcrossexpt./雙因子試驗(yàn)

自由組合定律驗(yàn)證:C:♀vgvg＋＋（殘翅）x

＋＋ee（黑檀體）♂D:♀＋＋ee（黑檀體）

x

vgvg＋＋（殘翅）

♂果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第35頁(yè)3.3，Sex-linkedinheritance

伴性遺傳

E:♀XwXw（白眼）x

XWY（紅眼）♂F:♀XWXW（紅眼）x

XwY（白眼）♂

W=redeye,w=whiteeye,female=♀,male=♂果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第36頁(yè)3.4，Three-pointtestcross

三點(diǎn)試驗(yàn)

G:♀msn3w（三隱性）x

＋＋＋（野生型）♂小翅、卷剛毛、白眼（X）基因圖距測(cè)定:F1♀xF1♂F2三隱性♂x♀果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第37頁(yè)P(yáng)rocedureofCrossexpt.

雜交試驗(yàn)步驟1stweek,collectvirginfemale搜集處女蠅2ndweek,crossparents父母本交配（5-6對(duì)）3rdweek,removeallparents去除父母本4thweek,RecordF1data&doF1×F1

統(tǒng)計(jì)F1數(shù)據(jù)，F(xiàn)1自交（5-6對(duì)）6thweek,RecordF2data&Chi-squaretest

統(tǒng)計(jì)F2數(shù)據(jù)（統(tǒng)計(jì)一周），χ2

檢驗(yàn);或F2（雌）與三隱形（雄）測(cè)交，一周后統(tǒng)計(jì)后表型，計(jì)算基因相對(duì)距離和次序。果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第38頁(yè)Datatable/數(shù)據(jù)表（舉例）果蠅遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)第39頁(yè)Chi-squaretest/χ2

檢驗(yàn)Hypothesis：假設(shè)Degreeoffreedom=n-1=

自由度χ2=Σ(O-E)2/E=ChecktheChi-Squar