遺傳學設計性實驗

遺傳學設計性實驗第一頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四現有條件：材料：八種果蠅類型：野生型(+)、黑檀體(e)、殘翅(vg)、白眼(w)、黑體(b)、短（小）翅(m)、白眼小翅（wm）、小翅黑體（mb）藥品用具：相關試劑、用具遺傳學實驗室第二頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四實驗目的及要求

1、實驗目的：掌握有代表性實驗材料的選取方法；掌握果蠅的性狀遺傳分析方法了解由性染色體上基因所控制的性狀分離規(guī)律；要求能獨立查閱相關資料，掌握實驗結果的統計分析方法，理解孟德爾自由組合定律的基本內容；初步掌握設計實驗的方法步驟。

第三頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四2、實驗要求：

3～4人一組，每組任意選擇2種類型的突變型，分析這兩種突變型之間的遺傳關系。要求每組做正反交，并進行預假設和適合度檢驗。實驗前要寫好設計方案，涉及原理、實驗流程、預期結果、參考文獻等。

實驗過程中：1、處女蠅的選擇要準確。2、麻醉深度適當；3、若F1性狀混雜，暫停；4、培養(yǎng)基不夠用，自行配制，注意配方和數量；5、安排人員值班，每人2d，早、晚各1h。鑰匙不得轉手。同時督促各組做好開放實驗登記和清潔衛(wèi)生。第四頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四果蠅屬節(jié)肢動物門、昆蟲綱、雙翅目、果蠅

科、果蠅屬。

一、果蠅的生活史第五頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四果蠅的生活史第六頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四果蠅♀♂識別♀：腹部背面有五條黑條紋♂：腹部背面有三條黑條紋，最后一條極寬，并延伸到腹面二、果蠅的雌雄鑒別第七頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四果蠅♀♂識別

♀：無性梳♂：前腿跗節(jié)上有性梳第八頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四果蠅的雌雄鑒別

♀♂個體大小腹紋53腹部末端尖圓性梳無有腹片64第九頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四三、果蠅的麻醉麻醉劑：乙醚第十頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四麻醉方法：

取一麻醉瓶，瓶口與培養(yǎng)瓶大小相仿，取一棉花塞，在塞入瓶口的一面滴加3滴乙醚，將果蠅轉入麻醉瓶內，翻轉麻醉瓶使瓶口朝上，迅速將滴有適量乙醚的棉塞蓋住麻醉瓶口，約1min左右果蠅倒臥于瓶底，即可將果蠅倒出進行操作。第十一頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四再麻醉觀察或計數過程中，果蠅可能蘇醒，可準備一玻璃培養(yǎng)皿，內以膠帶貼一小塊棉球，滴入適量乙醚，培養(yǎng)皿口朝下置于一旁備用，如見果蠅翻身走動可將培養(yǎng)皿口朝下，蓋于果蠅上方待其麻醉后再移開。第十二頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四果蠅轉入麻醉瓶方法第十三頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四死亡果蠅的標志第十四頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四四、果蠅的突變型

果蠅具有豐富的外表型態(tài)差異，包括眼色、眼形、翅形、翅脈橫隔、剛毛形狀與數目、體色等。第十五頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四翅脈橫隔野生型，具有橫隔脈，突變型，缺橫隔脈第十六頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四體色第十七頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四翅形殘翅長翅短（?。┏岬谑隧?，共四十四頁，編輯于2023年，星期四眼色白眼朱紅眼墨黑眼紅眼第十九頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四剛毛形態(tài)第二十頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四果蠅常見突變型殘翅野生型棒眼小翅黑檀體白眼第二十一頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四果蠅突變性狀及基因突變型基因符號表現特征基因所在染色體白眼棒眼

褐色眼猩紅眼黑檀體黃體焦毛黑體匙形翅殘翅翻翅短（小）翅wB

bwsteysnbnub2vgCym復眼白色復眼條形小眼數少復眼褐色復眼猩紅色身體烏木色身體淺橙黃色剛毛卷曲燒曲焦狀顏色比黑檀體深翅小匙狀翅退化，不能飛翅向上翻卷，純合致死翅膀短小，不超過身體X

XIIIIIIIIXXIIIIIIIIX第二十二頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四五、果蠅的飼養(yǎng)1、培養(yǎng)瓶、滅菌2、培養(yǎng)基的配制3、果蠅繼代培養(yǎng)第二十三頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四果蠅的飼養(yǎng)1、培養(yǎng)瓶、塞子滅菌牛奶瓶、大中型指管第二十四頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四2、培養(yǎng)基的配制（1）果蠅培養(yǎng)基成份（100ml）水80ml玉米粉8.5g糖6.５g瓊脂１.０g丙酸（苯甲酸）0.5ml（0.25g）酵母粉少許第二十五頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四（2）配制方法玉米粉糖瓊脂第二十六頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四果蠅的轉移

轉移果蠅至新培養(yǎng)瓶或麻醉瓶：取一新培養(yǎng)瓶，略為松動棉塞，放置于右手側，取欲轉移果蠅培養(yǎng)瓶于左手側，以左手握住瓶頸，兩指輕扣棉塞頂部，以右手輕拍瓶底使果蠅掉落于培養(yǎng)基表面，左手拔起棉塞以兩指夾住，右手兩指夾住棉塞新培養(yǎng)瓶棉塞，并將新培養(yǎng)瓶倒扣于舊培養(yǎng)瓶上，再以左手握住兩瓶口相接處，翻轉使新培養(yǎng)瓶位于下方，然后以右手掌心輕拍舊培養(yǎng)瓶瓶底，使果蠅掉落于新培養(yǎng)瓶內，迅速蓋上各瓶棉塞。第二十七頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四轉移果蠅時，為避免麻醉的果蠅直接掉落于培養(yǎng)基表面而粘著于培養(yǎng)基表面致死，可將培養(yǎng)瓶橫放，將麻醉的果蠅倒于瓶壁，待其蘇醒后再將培養(yǎng)瓶正立。第二十八頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四注意事項麻醉劑的使用：乙醚有毒,揮發(fā)性強，使用時，要注意隨時蓋好瓶蓋，防止乙醚揮發(fā)。麻醉深度：麻醉果蠅時，要防止麻醉過度，影響繼代培養(yǎng)。

做好標記：新轉移的培養(yǎng)瓶上需貼好標簽，注明繼代培養(yǎng)日期及實驗者姓名。

第二十九頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四實驗原理遺傳基本規(guī)律：分離規(guī)律；自由組合規(guī)律；伴性遺傳規(guī)律；連鎖與互換規(guī)律。

1、一對相對性狀：長翅(雌)×殘翅(雄)；殘翅(雌)×長翅(雄)2、兩對相對性狀：灰殘(雌)×檀黑長(雄)；檀黑長(雌)×灰殘(雄)3、伴性遺傳：紅(雌)×白(雄)；白(雌)×紅(雄)第三十頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四實驗操作流程1、根據設計分取突變體2、果蠅飼養(yǎng)3、收集處女蠅。雌蠅羽化后8～12h不交配。親本和F1雌蠅都必需是處女蠅。4、按組合收集雌雄蠅雜交，貼上標簽（組合名稱、雜交日期、小組名稱）5、6～7d后，幼蟲出現后，放去成蠅（記日期），種蠅要放干凈。6、3～4d后，連續(xù)觀察記錄F1性狀，并統計數字（麻醉后倒在白瓷板上進行統計）。F1性狀若不符合設計要求，終止實驗。7、選出5-6對F1雌雄蠅做兄妹交。8、6～7d后放飛F1代親本（記錄日期）。9、3～4d后，F2代成蠅出現，連續(xù)觀察統計各種性狀，F3代出來后停止記錄。第三十一頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四實驗結果與分析1、每組根據自己的設計將各代正反交的結果填入表格。2、將記錄結果整理，分別做X2測驗，看其是否符合遺傳規(guī)律。F1代要多于30只，F2代要多于50只。記錄好放飛時間（親代和F1代）。3、對結果進行分析。

第三十二頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四本實驗的內容和要求還可以擴展到有關數量性狀的遺傳分析、果蠅誘變實驗設計等，自行決定，但實驗前要寫好設計方案，涉及原理、實驗流程、參考文獻等。第三十三頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四誘變實驗（設計性實驗）實驗條件：野生型果蠅實驗目的：采用物理法、化學法、生物法等多種實驗手段，使果蠅發(fā)生誘發(fā)突變，通過其遺傳現象找出突變的規(guī)律和特點。第三十四頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四物理誘變劑的種類常見的物理誘變劑是各種射線，如X射線，r射線和中子，此外還有紫外線和β射線。X射線：波長為1000－100埃的電離射線，最早的誘變射線。r射線：一種波長更短的電離射線，波長0.1－1埃，60CO和137CS是目前應用最廣的r射線源。中子：不帶電粒子，在加速器或核反應堆中得到能量范圍極廣的中子。β射線：電子或正電子射線束，由32P和35S等放射性同位素直接發(fā)生。透過植物組織能力弱，但電離密度大。當同位素溶液進入組織和細胞后作為內照射產生誘變作用?；局R：第三十五頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四誘變機理X射線和r射線都是能量較高的電磁波，能引起物質的電離。當易受輻射敏感的部位受到射線的撞擊時，發(fā)生離子化，可以引起DNA鏈斷裂，當修復不能恢復到原狀就會出現突變。如果射線擊中染色體可導致斷裂，修復時可造成缺失、重復、倒位和易位等染色體畸變。中子不帶電，但當與生物體內的原子核撞擊后，使原子核變換產生r射線等能量交換，從而影響DNA和染色體的改變。第三十六頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四誘變方法一般采用r圃，以60CO源為中心放置處理材料，以材料與60CO源中心距離和照射時間來控制輻射量。這種r圃對于誘變育種的應用不是十分合適的，一般設置小的60CO室進行處理。可處理植株、植株的局部、處理種子或花粉。處理花粉的優(yōu)點是產生突變不至于形成嵌合體，但花粉的存活時間短暫不易進行處理。但花粉離體培養(yǎng)結果表明，玉米新鮮花粉可在常溫下儲存在液體石蠟油中2.5h，對花粉活力沒有影響。第三十七頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四化學誘變劑種類早在1948年，Gustafsson等曾用芥子氣處理大麥獲得突變體。1967年Nilan用硫酸二乙酯處理大麥種子育成了矮稈、高產品種Luther。此后化學誘變劑的應用逐漸發(fā)展起來。目前較公認的最有效和應用較多的是烷化劑和疊氮化物兩類。烷化劑中仍以甲基磺酸乙酯(EMS)、硫酸二乙酯(DES)和乙烯亞胺(EI)等類型的化合物應用較多，疊氮化合物則以疊氮化鈉(NaN3)研究和應用較多。第三十八頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四化學誘變劑誘變機理烷化劑指具有烷化功能的化合物,帶有一個或多個活性烷基,該烷基轉移到一個電子密度較高的分子上,可置換堿基中的氧原子，堿基被烷化后，DNA在復制時會導致配對錯誤，產生突變。疊氮化鈉一種動植物的呼吸抑制劑，可使復制中的DNA的堿基發(fā)生替換，從而導致突變體的發(fā)生，是目前誘變率高而安全的一種誘變劑。第三十九頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四化學誘變劑的處理方法

利用化學誘變劑處理種子較為普遍，其方法是直接把種子浸泡在含有化學試劑的溶液中，可以誘發(fā)各類體細胞突變。一般來說，玉米種子的處理效果較差，因為成熟的玉米籽粒胚中具有分開的、已定型的雄花和雌穗原基細胞，并且在突變發(fā)生過程中容易產生細胞間的競爭，使突變細胞受到抑制或消亡，被排斥在生殖過程之外。第四十頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四化學誘變劑的處理方法用含有化學藥劑的石蠟油處理玉米花粉是目前已知的最有效的方法。以EMS為例，具體的處理方法步驟如下：用EMS與輕質石蠟油混合，制備成濃度為0.1-0.2%EMS處理液；在適當的時間，收集玉米新鮮花粉，在一個帶蓋的瓶中，把花粉與EMS處理液混合；最后用一把小號毛刷，把被處理花粉涂到選好的雌穗花絲上。第四十一頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四化學誘變劑的特點有：誘發(fā)突變率較高，而染色體畸變較少，并且誘變范圍廣。對處理材料損傷輕，有的化學誘變劑只限于DNA的某些特定部位發(fā)生變異。大部分有效的化學誘變劑較物理誘變劑的生物損傷大，容易引起生活力和可育性下降。第四十二頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期四誘變育種的一般步驟處理材料的選擇誘變劑量的選擇用60CO-r射線輻照自交系時，劑量為135-190Gy，輻照雜交種時，劑量為200-320Gy為宜。UV處理？分鐘在EMS化學誘變處理45分鐘的條件下，以1～2×10－3濃度為宜。疊氮化鈉