当前位置:文档之家› 镉对果蝇寿命及生殖力的影响及其可遗传性分析_梁露

镉对果蝇寿命及生殖力的影响及其可遗传性分析_梁露

镉对果蝇寿命及生殖力的影响及其可遗传性分析_梁露
镉对果蝇寿命及生殖力的影响及其可遗传性分析_梁露

Influence of simulated acid rain on the plasma membrane H+-ATPase and peroxidation of plasma membrane in rice leaves

L¨U Xia,LIANG Chan-juan

(School of Environment and Civil Engineering,Jiangnan Universit y, Wuxi214122,Jiangsu,China)

A bstract:The present paper is aimed at investigating the in fluence of si mulated acid rain on the plasma membrane H+-ATPase and per-oxidation of plasma membrane in the rice leaves,particularly in the rice seedlings under the greenhouse condition.In our investigation, we have divided the rice seedlin gs into six groups to be treated with si mulated acid rain at different p H values(2.5,3.0,3.5,4.0,5.0 and5.5),but for one group to be treated with neutral s olution(pH 7.0)as the control group.The results of our investigation indicate that H+-ATPase activity of the plas ma membrane,the cytoplasm membrane permeability,MDA contents,H2O2contents and C AT ac-tivity turned to have no obvious difference from those of the control group(p<0.05)when the pH value of acid rain was kept under no lower than3.5,except when the CAT activity was higher than that of the control at pH3.5.However,when the pH value of acid rain was not beyond3.0,all the indexes would decrease with the decrease of the pH value of the acid rain except that H+-ATPase activity first increased and then decreased.The above results indicate that the de-crease of H+-ATPase activity tends to intensify the degree of perox-idation of plas ma membrane.Durin g the recovery period,if the pH value of acid rain remained not lower than3.5,all the indexes would make no obvious difference from those of the control group(p< 0.05).However,at pH3.0,the range of variation of all indexes would begin to decrease,with H+-ATPase activity and CAT activity were returnin g to the level of the control group.The results mentioned above prove that the ability of the seedlings for restoration could alle-viate the peroxidation of the plasma membrane.When p H value of the acid rain was2.5,the H+-ATPase activity would still be kept low-er than that of the control.However,the membrane permeability and MDA contents turned to be higher than those of the control,even higher than those measured during the stress period.The said result may account for the continuation of the peroxidation of plas ma mem-brane on the condition that the H+-ATPase activity was inhibited. By making a comparison between the results measured during the stress period and the recovery period,it can be found that the changes in H+-ATPase activities may account for their relation with the degree of peroxidation of plasma membrane treated with low pH acid rain(p H≤3.0).

Key words:ecology;simulated acid rain;rice;plasma membrane H+-ATPase;peroxidation of plasma membrane

CLC number:X171.5 Document code:A

Article ID:1009-6094(2013)06-0001-04文章编号:1009-6094(2013)06-0004-05

镉对果蝇寿命及生殖

力的影响及其可遗传性分析*

梁 露,毛 雪,管德龙,张 敏

(陕西师范大学生命科学学院,西安710062)

摘 要:为探讨镉胁迫对果蝇寿命及生殖力的影响,以及这种影响是否具有可遗传性,应用生存试验及统计分析方法分析不同质量浓度(7.5mg/L、15.0mg/L、30.0mg/L、60.0mg/L)镉对经口染毒后黑腹果蝇(Dros ophil a melanogaste r)Canton-S品系亲代(F

代)及其未经镉处理的子一代(F1代)寿命和生殖力的影响。结果表明,与对照组(未处

理组)相比,经不同质量浓度镉处理后的F

雌、雄果蝇平均寿命、中间寿命和最高寿命均显著缩短,且呈现质量浓度依赖性,其中最大质量浓度组(60.0mg/L)的果蝇寿命与对照组相比缩短了约80%,而未经

镉处理的F

1

代也出现寿命缩短现象;亲代(F

代)镉处理组所产子代的羽化数量减少,且与对照组相比,高质量浓度组(15.0mg/L、30.0 mg/L、60.0mg/L)果蝇的羽化数量减少30%~40%,差异显著且具有质量浓度依赖效应。研究表明,镉对果蝇具有一定的毒性效应,可使

果蝇寿命缩短,并且这种影响可延续至F

1

代,同时会使果蝇生殖力减弱。

关键词:遗传学;镉;黑腹果蝇;寿命;生殖力;可遗传性

中图分类号:Q355;X503.223 文献标识码:A

DOI:10.3969/j.issn.1009-6094.2013.06.002

*收稿日期:2013-01-19

作者简介:梁露,硕士研究生,从事发育遗传学研究;张敏(通信作者),副教授,博士,从事发育遗传学研究,z hangmin451

@s https://www.doczj.com/doc/f611417345.html,。

基金项目:陕西省自然科学基础研究计划项目(2012JQ3012);中央高校基本科研业务费专项资金项目(GK201002042)

0 引 言

重金属污染是一个世界性的环境问题,也是一个备受关注的研究领域。镉是环境中主要的重金属污染物之一,也是公认的可致癌重金属[1],其毒性大、蓄积性强,可通过富集作用积累于生物体内。研究表明,镉处理后棕尾别麻蝇(Boettcher is ca p eregrine)的亲代羽化率降低,且成虫寿命会缩短[2];美洲脊胸长蝽(Onco peltus fasciatus)经镉处理后体重下降,蜕皮时间、羽化时间均延迟[3]。在生殖力方面,镉对哺乳动物生殖系统可产生毒性,能明显损害睾丸,使精子数、精子密度及精子活动率下降,以致影响生殖能力[4];也能抑制雌性动物卵泡发育,使卵泡壁塌陷、卵泡不规则、基膜消失、卵母细胞崩解、透明带皱缩,甚至抑制动物排卵并引起暂时性不育[5-6]。可见,镉的毒性对动物生长发育、生殖及衰老均会产生影响。另外,镉胁迫会使节杆菌(A rthrobacter)和芽孢杆菌(Bacillus)的细胞膜脂质过氧化产物含量显著增加,从而对细菌细胞产生氧化胁迫作用[7]。

为研究镉胁迫对模式生物果蝇所产生的毒性效应,在之前研究的基础上[8],本文以黑腹果蝇(Dros ophila melanogaster) Canton-S品系为研究对象,采用生存试验及统计分析方法研究经不同质量浓度镉处理后亲代果蝇及未处理F1代果蝇寿

第13卷第6期2013年12月

安全与环境学报

Journal of Safety and Environment

Vol.13 No.6

Dec.,2013

命和生殖力的改变,探讨镉对果蝇寿命及生殖力的影响,及这些影响是否可以在胁迫解除时传递到子代,以期为环境中镉对动物体生长发育影响的研究提供证据,并为进一步研究重金属对果蝇产生的毒性效应分子机制及诱导果蝇的表观遗传变异奠定试验基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

黑腹果蝇(Dros ophila melanogaster)Canton-S品系由陕西师范大学分子遗传学实验室提供,培养于(25±1)℃、相对湿度40%~60%的恒温恒湿培养箱。

1.2 试验方法

设立对照组(普通培养基)和试验组(镉培养基)。镉培养基是在普通培养基中分别添加不同量氯化镉,使镉的最终质量浓度分别为7.5mg/L、15.0mg/L、30.0mg/L、60.0mg/L,依次记为试验组F0-1、F0-2、F0-3、F0-4。

1.2.1 镉胁迫后F0代果蝇寿命检测

收集8h内羽化未交配的成蝇,并随机放入普通培养基(对照组)和4个试验组培养基中培养,使果蝇在食用培养基过程中染毒。将雌、雄分开,每组雌、雄果蝇各100只,每管25只,间隔4d更换相同培养基1次,从第4d开始每天定时统计各组各管果蝇死亡个体数,直至果蝇全部死亡。分别统计并计算各组果蝇的平均寿命(每组果蝇全部寿命的均值)、中间寿命(全部果蝇寿命的中间值)及最高寿命(最后死亡20只果蝇寿命的均值)[9-10]。所得数据以平均值±标准误差表示,并采用SPSS17.0中单因素方差(one-way ANOVA)分析和LSD -t检验每组均值间差异显著性(p<0.05)。

1.2.2 镉胁迫F1代果蝇寿命检测

收集8h内羽化未交配的成蝇,随机放入普通培养基(对照组)和4个试验组培养基中培养,分别培养5d后,使雌、雄合管,每管放置10对雌、雄果蝇,每组20管。10d后将成蝇移出,并收集8h内羽化未交配的F1代成蝇,将雌、雄分开,每组雌、雄果蝇各100只,每管25只,培养于普通培养基中(分别表示为对照组F1及试验组F1-1、F1-2、F1-3、F1-4)。间隔4d 更换1次培养基,从第4d开始统计各组死亡果蝇个体数,直至果蝇全部死亡。分别统计并计算各组果蝇的平均寿命、中间寿命及最高寿命。数据统计及分析方法同1.2.1节。

1.2.3 镉胁迫后F0代生殖力检测

收集8h内羽化未交配的成蝇,随机分为5组,每组雌、雄蝇各10只,将雌、雄分开,并分别于普通培养基和4个试验组培养基中培养,每组设3个重复。培养5d后,将雌、雄合管于普通培养基中培养,8d后弃亲本(F0代),统计子代(F1代)果蝇羽化数量,连续统计10d,以10d内羽化的F1代果蝇总数表示F0代各组果蝇的生殖力。数据统计及分析方法同1.2.1节。

1.2.4 镉胁迫F1代生殖力检测

收集8h内羽化未交配的成蝇,随机放入普通培养基(对照组)和4个试验组培养基中培养,分别培养5d后,将雌、雄合管,每管放置10对雌、雄果蝇,每组20管。8d后将成蝇移出,收集8h内羽化未交配的F1代成蝇,对应分为5组,每组雌、雄蝇各10只,分开雌、雄并分别培养于普通培养基,每组设3个重复。培养5d后,将F1代雌、雄蝇合管于普通培养基中培养,8d后弃F1亲本,统计F2代果蝇羽化数量,连续统计10d。数据统计及分析方法同1.2.1节。

2 结果分析

2.1 镉胁迫对F0代果蝇寿命的影响

2.1.1 镉胁迫对F0代雌蝇寿命的影响

由表1可知,试验组F0-1、F0-2、F0-3、F0-4雌蝇的平均寿命、中间寿命、最高寿命均低于对照组,各组间差异均具有显著性(p<0.05)。以上3个寿命指标均与镉质量浓度呈负相关,即随镉质量浓度增加,果蝇寿命相应显著缩短。

2.1.2 镉胁迫对F0代雄蝇寿命的影响

表2表明,试验组F0-1、F0-2、F0-3、F0-4雄蝇的平均寿命、中间寿命、最高寿命均低于对照组,各组间差异均具有显著性(p<0.05)。随镉质量浓度增大,各试验组果蝇寿命均相应缩短,其中试验组F0-1、F0-2分别与其他试验组差异显著(p< 0.05),而F0-3、F0-4之间差异不显著。

2.2 镉胁迫对F1代果蝇寿命的影响

2.2.1 镉胁迫对子代(F1代)雌蝇寿命的影响

由表3可知,试验组F1-1、F1-2、F1-3、F1-4雌蝇的平均寿命、中间寿命、最高寿命与对照组相比均缩短,其中平均寿命、中间寿命达到显著水平(p<0.05);试验组F1-2、F1-3、F1-4的最高寿命与对照组相比,差异具有显著性(p<0.05)。试验组F1-3与F1-2相比较,平均寿命及中间寿命的差异具有统计学意义(p<0.05);而试验组F1-2中间寿命略高于F1-1,试验组F1-4中间寿命高于F1-3,但差异均不显著。

表1 镉对亲代雌蝇寿命的影响d Table1 Effect of cadmium on lifespan of female parental flies

组别平均寿命中间寿命最高寿命

对照组81.83±2.61a80.33±1.20a87.87±1.62a 试验组F

-161.77±1.13b61.33±0.17b69.17±2.62b

试验组F

-226.04±2.65c27.13±2.86c30.63±2.99c

试验组F

-317.31±0.32d16.87±0.85d19.48±0.43d

试验组F

-411.74±0.19e12.25±0.32e13.55±0.38e 注:a~e表示同列数据显著性差异组别(p<0.05);表中数据为平均值±标准误差,表2~4同。

表2 镉对亲代雄蝇寿命的影响d Table2 Effect of cadmium on lifespan of male parental flies

组别平均寿命中间寿命最高寿命

对照组76.98±3.24a77.38±1.14a88.38±3.36a 试验组F0-163.34±2.60b63.75±2.02b73.73±3.80b

试验组F

-230.54±4.44c28.25±5.25c35.43±4.76c

试验组F

-318.30±0.36d18.25±0.78d20.78±0.63d

试验组F

-413.73±0.40d13.38±0.13d15.33±0.45d

表3 镉对子代雌蝇寿命的影响d Table3 Effect of cadmium on lifespan of female filial flies

组别平均寿命中间寿命最高寿命

对照组81.83±2.61a80.33±1.20a87.87±1.62a

试验组F

1

-170.08±3.41b69.50±0.87b83.97±1.16a

试验组F

1

-269.62±1.34b71.00±2.02b81.33±2.78ab

试验组F

1

-358.83±2.04c57.87±2.60c73.03±1.43bc 试验组F1-457.38±0.76c60.75±2.46c70.43±4.13c

2013年12月 梁 露,等:镉对果蝇寿命及生殖力的影响及其可遗传性分析 Dec.,2013

2.2.2 镉胁迫对子代(F1代)雄蝇寿命的影响

表4表明,与对照组相比,各试验组雄蝇的平均寿命、中间寿命、最高寿命均缩短,其中试验组F1-2、F1-3、F1-4与对照组的差异具有显著性(p<0.05),试验组F1-1的最高寿命与对照组的差异具有显著性(p<0.05)。随镉质量浓度增大,各试验组果蝇寿命总体上相应缩短,其中试验组F1-3的中间寿命和最高寿命略高于F1-2,但未达到统计学显著水平。

2.3 镉胁迫对果蝇生殖力的影响

2.3.1 镉胁迫对F0代果蝇生殖力的影响

图1(a)表明,对雌、雄果蝇同时染毒5d后,与对照组相比,各组果蝇所产子代的羽化数量减少并具有质量浓度依赖性。其中试验组F0-2、F0-3、F0-4与对照组的差异均具有统计学意义(p<0.05),且与对照组相比,子代果蝇的羽化数量均减少30%~40%。

2.3.2 镉胁迫对F1代果蝇生殖力的影响

镉处理对F1代果蝇生殖力的影响见图1(b)。与对照组相比,各试验组所产生的F2代羽化数量差异未达到统计学水平。

3 讨 论

3.1 镉胁迫对果蝇寿命的影响及其可遗传性

B onilla-Ramirez等[11]用铁、锰、铜分别对果蝇急性染毒,发现果蝇寿命显著缩短,认为这种现象可能是由重金属在果蝇体内的积累破坏了其内环境平衡而导致的。陈壁锋[10]和张边江[12]等对果蝇分别用铅、镉染毒后发现,随铅、镉浓度增加,雌、雄果蝇平均寿命相应缩短,分析认为重金属加剧了超氧化物歧化酶(Superoxide Dis mutase,SOD)与丙二醛(methyl-di-aide-hyde,MDA)的平衡失调,从而加快了果蝇衰老。本文发现,不同质量浓度镉(7.5mg/L、15.0mg/L、30.0mg/L、60.0 mg/L)胁迫黑腹果蝇后,雌、雄果蝇的平均寿命、最高寿命、中间寿命均缩短,且存在质量浓度依赖性,在最高质量浓度(60.0mg/L)下果蝇寿命比对照组缩短了约80%,差异极显著(p<0.05)。衰老与体内氧自由基(Reactive Oxygen Species, ROS)的水平、抗氧化能力及DNA甲基化水平密切相关,因为过多的ROS与细胞膜中不饱和脂肪酸发生反应,可破坏DNA 和蛋白质等生物大分子结构,进而导致疾病的产生甚至死亡[13]。镉可诱导SOD和过氧化氢酶(Catalase,CAT)活力下降,降低细胞的抗氧化能力,造成机体内R OS的大量积累,使过量的ROS攻击细胞膜、核膜,进而发生细胞凋亡[14-16]。如将小鼠连续暴露于镉4周后,其肝脏SOD、CAT、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione Peroxidase,GPx)活性严重减弱[17]。同时,重金属还可以直接影响昆虫的免疫系统和解毒系统[18]。低浓度的重金属可改善生物的免疫功能,而高浓度重金属如镉、

表4 镉对子代雄蝇寿命的影响d Table4 Effect of cadmium on lifespan of male filial flies

组别平均寿命中间寿命最高寿命

对照组76.98±3.24a77.38±1.14a88.38±3.36a 试验组F

1

-170.63±0.96ab71.17±2.05ab80.40±1.68b

试验组F

1

-264.71±2.61b61.67±2.40bc71.90±0.49b 试验组F1-357.50±3.80bc62.33±1.09bc72.03±2.52b 试验组F1-452.95±3.94c58.38±5.76c69.45±5.38b 汞、铅可诱导细胞凋亡及免疫细胞坏死,从而削弱生物体的免疫系统[19]。由此推测,果蝇营养环境中的镉可能通过诱导体内氧自由基ROS产生、抗氧化系统失衡、免疫功能减弱等造成衰老加速及寿命缩短。

Vandegehuchte等[20-21]认为,环境中的锌对大

型(Daphnia magna)基因组DNA甲基化水平的影响具有多代遗传效应。本文中未经镉处理的F1代也出现寿命缩短现象,表明镉的毒性对果蝇寿命的影响可传递到子一代,揭示了重金属毒性效应的可遗传性,也支持了Vandegehuchte等的研究结论。同时,有报道认为,镉胁迫可扰乱DNA甲基化水平,诱发组蛋白翻译后修饰的改变[22-23];另外,热激胁迫造成的果蝇异染色质变化可通过表观遗传调控遗传给后代[24]。从而推测,培养基中的镉可能通过某种途径改变了果蝇寿命相关基因的DNA甲基化状态,即使在胁迫解除的情况下,这种表观遗传改变也可通过生殖细胞传递给子代,从而调控子代相关基因的表达,进而影响子代果蝇的生殖和衰老。虽然DNA甲基化不能明确揭示衰老的发生机制,却表现出了与衰老的密切关系,因此对从表观遗传学方面探讨衰老的发生机理还需要进一步研究。哺乳动物中,这种表观遗传学改变的跨代遗传必须通过生殖细胞传递[25-26],因此镉胁迫是否诱导果蝇发生表观遗传改变以及这种改变传递给子代的方式还有待进一步探讨

a、b表示显著性差异组别(p<0.05)

图1 镉对F

和F

1

代果蝇生殖力的影响

Fig.1 Effect of cadmiu m on reproductive capacity of parental and filial flies

 Vol.13 No.6 安全与环境学报 第13卷第6期

3.2 镉胁迫对果蝇生殖力的影响

镉作为具有显著毒性的重金属,广泛存在于环境中,已有越来越多关于镉诱发疾病的报道。在小鼠皮下组织注射氯化镉,1周1次连续3周后,与对照组相比,染毒小鼠睾丸组织MDA含量升高,SOD、GPx、CAT活性下降;免疫学方法显示其肾小管收缩、基膜脱皮、多核巨细胞引起生殖细胞损伤、睾丸间质细胞退化等[27]。当水生生物斑马鱼经0.4mg/L镉暴露后,雌性斑马鱼的肝脏和卵巢中的SOD、CAT基因表达也受到明显抑制[28]。也有其他体外试验表明,镉诱导会使鸡生精细胞发生凋亡[29]。总之,镉或铅胁迫的动物体常表现出生殖器官损伤、精液量减少、精子活力和密度降低、畸形率增加等表型[30-31]。由此推断,镉中毒可导致抗氧化酶与组织内产生的脂质过氧化物失衡,从而造成生物的生殖器官损伤。而镉中毒对亲代果蝇抗氧化机制的抑制,使其体内产生的大量氧自由基ROS攻击生殖系统并造成氧化损伤进而影响生殖力,这可能是造成果蝇生殖力减弱的潜在原因;但在胁迫解除后其子代果蝇生殖力与对照组相比并无显著差异,这可能是因为F1代果蝇产生了适应性,所涉及的具体机制目前尚不清楚,还有待进一步研究。

4 结 论

镉胁迫引起果蝇寿命缩短(p<0.05),其中最大质量浓度组(60.0mg/L)的果蝇寿命与对照组相比缩短了约80%,且这种改变具有剂量依赖效应,即镉质量浓度越高,果蝇寿命缩短越明显。同样,F1代果蝇在解除胁迫后寿命也出现缩短现象(p<0.05),这表明重金属镉对果蝇寿命的影响至少可以通过某种方式延续到子代。另外,镉胁迫亲代果蝇会导致其子代羽化数量显著下降(p<0.05),高质量浓度组(15.0mg/L、30.0 mg/L、60.0mg/L)果蝇的羽化数量减少30%~40%,但F1代果蝇在解除胁迫后其子代羽化数量并无显著变化。

References(参考文献):

[1] FILILIC M,HEI T K.M utagenicity of cadmium in ma mmalian cells:

implication of oxidative DNA damage[J].Mutation Re se ar ch/Funda-

mental and Mol ecul ar Mec hanis ms of Mutagenesi s,2004,546(1):81-

91.

[2] WU Guoxing(吴国星),Y E Gongyin(叶恭银),HU Cui(胡萃),et

al.Cadmium effects on growth and development as well as reproduction

of Boettc her isc a pe re grinein the parental generation and first filial genera-

tion[J].Jour nal of Zhejiang Uni vers ity:Agr iculture&Life Sciences(浙

江大学学报:农业与生命科学版),2006,32(1):71-76.

[3] CER VERA A,M AY MO A C,SENDR A M,et al.Cadmium effects on

development and reproduction of Onc opeltus fasc iatus(Heteroptera:L y-

gaeidae)[J].Journal of Ins ect Physi ology,2004,50(8):737-749.

[4] WU Siying(吴思英),TIAN Jun(田俊).Epidemiological s tudy of re-

productive toxicity of cadmium[J].Modern Pr eventive Medicine(现代预

防医学),2002,29(3):396-397.

[5] DIAO Shuyong(刁书永),Y UAN Hui(袁慧).Study on apoptos is of

mouse granulos e cells induced by cadmium[J].Acta Vete rinari a et

Zootec hnic a Sinica(畜牧兽医学报),2005,36(11):1155-1158. [6] DING X uncheng(丁训诚),LI Jianxin(李建新),QIN Y ong(秦涌),

et al.Effect of cadmium in female rats of ovulation function[J].Jour-

nal of Health T oxicology(卫生毒理学杂志),1992,6(1):1-3.[7] DU Rui ying(杜瑞英).Effects of Cd(Ⅱ)on the physico-biochemical

behaviors of Ar thr obacter sp.and Bac ill us s p.[J].Jour nal of Safety

and Environme nt(安全与环境学报),2012,12(6):9-13.

[8] MAO X ue(毛雪),GU O Xinxin(郭欣欣),ZHANG Min(张敏).Ef-

fect of zinc on the life s pan and reproductive capacit y and the hered-

itability influence of D.melangaste r[J].Journal of Safet y and Envi-

ronment(安全与环境学报),2012,12(2):19-23.

[9] ZHANG Xinwen(张欣文),DAI Qiuping(戴秋萍),WANG Fenghua

(王枫华),et al.Effect of lyc opene on antioxidation and l ife-s pan in

Dr os ophila mel anogas ter[J].C hine seJour nal of Ge rontology(中国老年

学杂志),2006,26(10):1358-1359.

[10] CHEN Bifeng(陈壁锋),HUANG Junming(黄俊明),YAN G Xingfen

(杨杏芬),et al.Effect of on s exual vitality and life span of

Dr osophila melanogas ter[J].C hina Occ upational Me dicine(中国职业

医学),2004,31(3):15-17.

[11] BONILL A-R A M IREZ L,JI M ENEZ-DEL-R IO M,VELEZ-PAR DO C.

Acute and c hronic metal exposure i mpairs loco motion activity in

Dr osophila melanogas ter:a model to s tudy Parkins onism[J].Biomet-

als,2011,24(6):1045-1057.

[12] ZHAN G Bianjiang(张边江),TANG Ning(唐宁),YA NG Ping(杨

平),et al.Effect of cadmium and vitamin C on the life span and an-

tioxidant systems of Dr os ophila melanogas ter[J].C hine se Journal of

Ge rontology(中国老年学杂志),2010,30(1):76-78.

[13] HAR MAN D.The aging process[J].Proce edings of the N ational A-

cademy of Sc ienc es of the United States of Americ a,1981,78(11): 7124-7128.

[14] BRENN AN R J,SCHIESTL R H.Cadmi um is an inducer of oxidative

stres s in yeast[J].M utati on Res earch/Fundamental and M ole cular

Mec hanisms of Mut age nes is,1996,356(2):171-178.

[15] CA SALINO E,SBL ANO C,L ANDR ISCINA C.Enzyme activity alter-

ation by cadmium administration to rats:the possibil ity of iron involve-

ment in lipid peroxidation[J].A rchives of Bi oc hemist ry and Biophysic s,

1997,346(2):171-179.

[16] WA NG Y,FANG J,LEO NAR D S S,et al.Cadmium inhibits the

el ectron trans fer chain and induces reactive oxygen species[J].Fr ee

Radical Biology and Medi cine,2004,36(11):1434-1443.

[17] SHA GIRTHA K,MUTHUM ANI M,PR ABU S M.Melatonin abrogates

cadmium induced oxidative s tress related neurotoxicity in rats[J].Eu-

r opean Re view for M edic al and Phar macological Sciences,2011,15

(9):1039-1050.

[18] SU N H X,ZHOU Q,TAN G W C,et al.Effects of dietary nickel on

detoxification enzyme activities in the midgut of Spodopt era litur a

Fabricius larvae[J].Chines e Science Bulle ti n,2008,53(21):3324-

3330.

[19] CABA SSI E.The immune s ystem and exposure to xenobiotics in ani-

mals[J].Veter inary Res earc h C ommunications,2007,31(1):115-

120.

[20] VANDEGEHU CHTE M B,LEMIER E F,J ANSSEN C R.Quantitative

DNA-methylation in Daphnia magna and effects of multigeneration Zn

exposure[J].C omparative Biochemi str y and Physiology Par t C:T oxi-

cology&Pharmac ol ogy,2009,150(3):343-348.

[21] VANDEGEHU CHTE M B,V ANDENBROU CK T,DE CONINCK D,

et al.Gene trans cription and higher-level effects of multi generational

Zn exposure in Daphnia magna[J].C hemos phe re,2010,80(9): 1014-1020.

[22] MARTINEZ-ZAMUDIO R,HA H C.Environmental epigenetics in

2013年12月 梁 露,等:镉对果蝇寿命及生殖力的影响及其可遗传性分析 Dec.,2013

metal exposure[J].Epige netics,2011,6(7):820-827.

[23] AR ITA A,COSTA M.Epigenetics in metal carcinogenesis nickel,ar-

senic,chromium and cadmium[J].Metall omics,2009,1(3):222-

228.

[24] SEONG K H,LI D,SHI M IZU H,et al.Inheritance of s tress-in-

duced,ATF-2-dependent epigenetic change[J].C ell,2011,145(7):

1049-1061.

[25] D AXINGER L,WHITELAW E.Understanding transgenerational epi-

genetic inheritance via the gametes in ma mmals[J].Natur e Revi ews

G enetics,2012,13(3):153-162.

[26] KOVALCHUK I.Trans generational epigenetic inheritance in ani mals

[J].Fr ontiers in Ge netics,2012,3(76):1-2.

[27] R AJENDAR B,BHARAVI K,R AO G S,et al.Protective effect of

alpha-tocopheral on bi oche mical and histological alterations induced by

cadmium in rat testes[J].Indian Journal of Physi ologic al and Phar-

macology,2011,55(3):213-220.

[28] BAN NI M,CHOU CHENE L,SAID K,et al.Mechanis ms underlying

the protective effect of z inc and selenium agains t cadmium-induced ox-

idative stres s in zebrafis h Dani o r eri o[J].Biome tals,2011,24(6):

981-992.

[29] ZHANG Chunhong(张春红).Effect of cadmium on apoptosis mecha-

nis m of cock Se rtoli-germ c ell in vitr o culture(镉致体外培养鸡支持-

生精细胞凋亡机理的研究)[D].Harbin:Northeast Agricult ural

Universit y,2006.

[30] ACHARYA U R,ACHAR YA S,MISHR A M.Lead acetate induced

c ytotoxicity in male germinal cell s of Swiss mice[J].Indus trial

He alth,2003,41(3):291-294.

[31] BAT AINEH H,AL-HAMOOD M H,ELBETIEHA A M.Ass es s ment

of aggres sion,s exual behavior and fertility in adult male rat following

l ong-term ingestion of four industrial metals s alts[J].Human&Exper-

i me ntal T oxic ology,1998,17(10):570-576.

Effect of cadmium on the life span,reproduc-tive capacity and the hereditability analysis of Drosophila melanogaster

LIANG Lu,MAO Xue,GUAN De-long,ZHANG Min

(College of Life Sciences,Shaanxi Normal Univers ity,Xi'an 710062,China)

A bstract:In this stud y,we intended to address questions regarding the variations of the life span and fertility of the two generations of fruit flies under heavy metal stress and stress-relieved situations and whether these physiological variations are hereditary.For this pur-pose,we have the flies(Dros ophila melanogaster Canton-S strain) exposed to different mass concentrations of cad mium(7.5mg/L, 15.0mg/L,30.0mg/L,60.0mg/L),and then trace the variations of life span and reproductive capacity of the parental generation(F0) and the cad mium-unaffected first generation group(F1).We incubat-ed the parental flies which before eclosion and incubated within8h and mate with other adult flies cultured in different groups of medi-ums,while the first generation were collected from the new hatched flies incubated in different mediums with discarded parents after the parental flies were incubated10d in the aforementioned mediums.The results of our experiments have shown that comparing the average life expectancy,the middle life expectancy and the highest life ex-pectancy of F0female and male flies with the control group(untreated group),we have found that the life expectancy of the treated group has significantly been shortened(p<0.05).For the treat group with highest mass concentration(60.0mg/L),the life expectancy was approximately80%shorten,while the cadmium-unaffected generation F1also appeared the shorten life expectancy.The parental generation (F0)treated with cadmium produced less number of offspring,and as compared to the control group,the number of hatched fruit flies of the high concentration groups(15.0mg/L,30.0mg/L,60.0mg/L) showed the significant reduction of approximatel y30%-40%and the concentration-dependent effect,while there was no significant varia-tion in the fecundity of generation F1.These results indicate that the heavy metal cad mium is highly toxic on Droso phila melano gas ter, which is able to shorten the life span of fruit flies.In addition,the effect can be extended to the F1generation.At the same time,cad-mium can also weaken the fertility of fruit flies.

Key words:genetics;cad mium;D roso phila melanogaster;life span;reproductive capacity;hereditability

C LC num ber:Q355;X503.223 Document co de:A Article ID:1009-6094(2013)06-0004-05

 Vol.13 No.6 安全与环境学报 第13卷第6期

果蝇形态观察实验报告

果蝇的形状观察和饲养管理 一、实验目的 了解果蝇的生活习惯,掌握果蝇饲养管理的方法,学习鉴定果蝇的雌雄性别,观察果蝇某些遗传性状。 二、实验原理 果蝇广泛存在于全球温带及热带气候区,在果园、菜市场等地皆可见其踪迹,目前已发现1000多种。果蝇以酵母菌为食,能发酵的水果或植物基质,都可用作果蝇的饲料。 黑腹果蝇,双翅目果蝇属。生活史短,每12天左右即可完成一个世代;饲养容易,以玉米粉等做饲料就可以生长繁殖;繁殖能力强,每只受精的雌蝇可以产卵500个左右;突变型多,突变性状多,多数是形态变异,容易观察;染色体少、个体小,是一种很好的遗传学实验材料,是一种模式生物。 1、果蝇的生活史 果蝇是完全变态昆虫,生活周期可分为4个时期:卵、幼虫、蛹和成虫。最适培养温度为25~30℃。果蝇在25℃时,从卵至蝇需10天左右。由蛹羽化成的成虫,雄性在12小时内为处女蝇,24小时后开始产卵,每天每个成虫可产50-75个卵,10天内最高产卵总股数为400-500个。 卵:白色,椭圆形,长约 0.5mm,前端背面伸出一触丝,附着在食物上。 幼虫:一龄——二龄——三龄,三龄体长4-5 mm,幼虫头尖尾钝,头上有一黑色钩状口器。 蛹:化蛹前三龄幼虫停止摄食,爬到相对干燥的瓶壁上,形成菱形的蛹,形状由淡黄、柔软逐渐硬化为深褐色。 成虫:刚羽化的果蝇虫体较肥大,体表呈半透明,颜色逐渐加深,硬化。 2、果蝇的雌雄鉴别

4、果蝇饲料的配制 果蝇是以酵母菌作为主要食料的,因此实验室内凡是能发酵的物质,都可用作果蝇的饲料,常用的饲料油玉米饲料、米粉饲料、香蕉饲料等。 三、动物与器材 黑腹果蝇品系:突变型(三隐性、黑体) 药品:乙醚、酒精、丙酸、酵母粉、琼脂、玉米粉、白糖。 培养箱、高压灭菌锅、电磁炉、解剖镜、搪瓷杯、玻棒、镊子、培养瓶、海绵塞、滤纸、酒精棉球、毛笔、麻醉瓶、白纸板。 四、实验内容 1、果蝇培养基配制 (1)清洁指管,盖上适当大小的瓶塞,置高压灭菌锅内,以121℃,1.5大气压消毒15分钟,冷却备用。 (2)按配方称取培养基各组分。先取一半水加入琼脂于电磁炉上加热溶解,再加入蔗糖煮沸。 (3)取剩余的水将玉米粉调成糊状边搅拌边加入到琼脂糖溶液中,煮沸。(4)待稍冷后加入酵母粉和丙酸,充分调匀、分装(20 ml/管)。 2、果蝇性别鉴定及形状观察 取白纸板平置于桌面,将麻醉的果蝇倒于白纸板上。于解剖镜下进行性状观察,并记录。 五、思考题及注意事项 1、通过对果蝇雌雄个体的鉴别,你认为哪几个特征在鉴别中是主要的? 答:黑色条纹和性梳。在实体镜下即可清楚地观察到雄蝇的三条条纹(第三条较宽)和雌蝇的五条黑色条纹。肉眼可以观察到性梳为第一对附肢第二小节上的一个小黑点,若用显微镜观察则可以观察到清晰的梳状结构。 相比之下,其他几个特征就不太好观察。首先是体型,在实体镜下很难判断哪个个体体型大或小(放大倍数不同),除非将雌雄蝇一同对比看,而用肉眼基本看不出体型的区别。腹部形状也容易判断错。腹片由于没有特殊眼色,也较难观察数量差别。 2、叙述配制培养基以及果蝇观察时的注意事项。 答:(1)玉米粉一定要先用凉水拌匀后再加热,不能直接倒入加热的培养基中,否则容易聚集成团,不易溶解。配制的培养基容易出现块状,不易于果蝇的利用。 (2)酵母为活性物质,高温易失活。因此应当在培养基冷却到50℃左右时加入到培养基中,切勿将酵母粉加入到培养基中直接煮沸。 (3)将培养基倒入指瓶中时应悬空,不要把培养基沾到指瓶壁上。如不慎沾到,应用酒精棉球擦拭,擦拭过程中注意酒精不要滴到培养基上。 (4)本次观察所用果蝇为已麻醉过的果蝇,应注意如果在观察过程中果蝇醒来,要及时再麻醉,不要让其飞走。

遗传学实验

实验一果蝇遗传性状的观察 背景知识 果蝇是在世界各地常见的昆虫,属于昆虫纲,双翅目,果蝇科,果蝇属(Drosophila)。果蝇属有3000多种,我国发现800多种,遗传学研究中通常用的是黑腹果蝇(D.melanogaster)。作为遗传学研究的材料,果蝇具有非常突出的优点。它形体小,生长迅速,繁殖率高,饲养方便;世代周期短(约12天即可繁殖一带);突变性状多;染色体数目少,基因组小;实验处理十分方便,容易重复实验,便于观察和分析。果蝇的遗传学研究广泛而深入,尤其在基因分离、连锁、互换等方面十分突出,为遗传学的发展做出了突出的贡献。目前果蝇仍然是遗传学、细胞生物学、分子生物学、发育生物学等研究中常用的模式生物。 一、实验目的 1.掌握果蝇的基本特征及鉴别雌、雄果蝇的方法,熟悉常见突变型。 2.了解果蝇生活周期特征及各阶段的形态变化。 二、实验材料 野生型和几种常见的突变型黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)。 三、仪器设备 双筒立体解剖镜,培养瓶(粗平底试管或牛奶瓶)及麻醉瓶(与培养瓶一致的空瓶),白瓷板,毛笔。 四、药品试剂 乙醚,玉米粉,酵母粉,蔗糖,丙酸。 五、实验内容和步骤 (一)生活周期的观察 果蝇是完全变态昆虫,其完整的生活周期可分为4个明显的时期,即卵、幼虫、蛹和成虫(图1-1)用放大镜从培养瓶外即可观察到这4个时期,也可取出用立体解剖镜仔细观察。 果蝇的生活周期长短与温度关系很密切,低温使生活周期延长,生活力减低,高于30℃使果蝇不育甚至死亡。果蝇培养的最适温度为20~25℃,25℃培养条件下果蝇从受精卵到成虫约10天,其中卵和幼虫期5天,蛹4天。成虫果蝇在25℃时约成活15天。 卵:受精卵白色,椭圆型,腹面稍扁平,长约0.5mm,在前端背面伸出一触丝,他能使卵附着在事物上。 幼虫:受精卵经24h就可孵化成幼虫,幼虫经2次蜕皮到第3龄期体长可达4~5mm。肉眼观察可见幼虫一端稍尖为头部,上有一黑色沟状口器。 蛹:幼虫4天左右即开始化蛹。化蛹前3龄幼虫停止摄食,爬到相对干燥的表面(如培养瓶壁),渐次形成一个菱形的蛹,起初颜色淡黄、柔软,以后逐渐硬化变成深褐色,此时即将羽化。 成虫:刚从蛹壳中羽化出来的果蝇,虫体较肥大,翅还未展开,体表也未完全几丁质化,所以成半透明的乳白色。透过腹部体壁还可以观察到消化道和性

果蝇杂交实验报告

果蝇杂交实验报告 实验日期:2012年9月28日 -2012年10月20日 小组编号:周五5组 小组成员:白坦蹊陈朱媛呼波王启明 【摘要】 实验利用果蝇,这一常用的遗传学模式生物,进行杂交实验,验证了基因的分离定律、自由组合定律、伴性遗传、基因连锁交换等遗传学规律。报告对实验数据进行了卡方检验,对三隐性状中的基因遗传距离进行了计算,证明实验数据基本符合假设的。 【实验原理】 一、遗传定律 1.基因分离定律 一对等位基因在杂合状态中保持相对的独立性,在配子形成时,按原样分离到不同的配子中去,理论上配子分离比是1∶1,F2代基因型分离比是1∶2∶1,若显性完全,F2代表型分离比是3∶1 。 控制体色性状的突变基因位于2号常染色体,正常体色对黑体完全显性,用正常体色果蝇与黑体果蝇交配,得到F1代都是正常体色,F1代雌雄个体之间相互交配,F2代产生性状分离,出现两种表现型。 2.基因自由组合定律 不同相对性状的等位基因在配子形成过程中,等位基因间的分离和组合是互不干扰,各自独立分配到配子中去,它们所决定的两对相对性状在F2代是自由组合的,在杂种第二代表型分离比就呈9∶3∶3∶1。 控制体色性状的突变基因位于2号常染色体,正常体色对黑体完全显性,控制眼色性状的突变基因位于性染色体。红眼对白眼完全显性,用黑体红眼果蝇(♀)与正常体色白眼果蝇(♂)交配,得到F1代都是正常体色,F1代雌雄个体之间相互交配,F2代产生性状分离,出现四种表现型。 3.伴性遗传 位于性染色体上的基因,其传递方式与位于常染色体上的基因不同,它的传递方式与雌雄性别有关,因此称为伴性遗传。 果蝇的性染色体有X和Y两种,雌蝇为XX,雄蝇为XY。红眼与白眼是一对相对性状,控制该对性状的基因(W)位于X染色体上,且红眼(W)对白眼(w)为完全显性。 当红眼雌蝇与白眼雄蝇杂交时,F1代雌性果蝇、雄性果蝇都为红眼,F2代雌性果蝇都是红眼,雄性果蝇红眼和白眼的比例为1∶1;当白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交时,F1代雌性果蝇为红眼,而雄性果蝇为白眼,此现象又称为绞花式遗传,F2代雌性果蝇的红眼与白眼比例为1∶1,雄性果蝇的红眼与白眼比例也是1∶1 。 4.连锁与交换定律 连锁是指在同一同源染色体上的非等位基因连在一起而遗传的现象;互换是指同源染色体的非姊妹染色单体之间的对应片段的交换,从而引起相应基因间的交换与重组。同一条染色体上的基因是连锁的,而同源染色体基因之间可以发生一定频度的交换,因此在子代中将发现一定频度的重组型,但一般比亲组型少得多。 5.基因定位 基因定位就是确定基因在染色体上的位置,确定基因的位置主要是确定基因之间的距离和顺序,而它们之间的距离是用交换值来表示的。只要准确地估算出交换值,并确定基因在染色体上的相对位置就可以把它们标志在染色体上,绘制成图。

发育生物学简介

1简介 发育生物学(developmentalbiology)是一门研究生物体从精子和卵子发生、受精、发育、生长到衰老、死亡规律的科学。 发育生物学是生物科学重要的基础分支学科之一,研究内容和许多学科内容相互渗透、相互联系,特别是和遗传学、细胞生物学、分子生物学的关系最为紧密。其应用现代科学技术和方法,从分子水平、亚显微水平和细胞水平来研究分析生物体的过程及其机理。 用分子生物学、细胞生物学的方法研究个体发育机制的学科。是由实验胚胎学发展起来的。实验胚胎学是研究发育中的胚胎各部分间的相互关系及其性质,如何相互影响,发育生物学则是追究这种相互关系的实质是什么,是什么物质(或哪些物质)在起作用,起作用的物质怎样使胚胎细胞向一定方向分化,分化中的细胞如何构成组织或器官,以保证组织和器官的发育,正常发育的胚胎怎样生长、成熟、成为成长的个体,后者在发育到一定阶段后为什么逐步走向衰老,如何在规定的时间和空间的顺序下完成个体的全部发育。 2研究范围 从学科范围讲,发育生物学比实验胚胎学大,后者基本上是研究卵子的受精和受精后的发育,虽然也包括 正在发育的生命 再生及变态等问题,但主要是胚胎期的发育。发育生物学研究的则是有机体的全部生命过程。从雌雄性生殖细胞的发生、形成、直到个体的衰老。

它是生物学领域中最具挑战性的学科之一。从上个世纪八九十年代迄今,生物学领域的重大进展都与发育生物学有着密切的关系,或者就是发育生物学的进展。发育生物学成为了近年来世界上生命科学最活跃和最激动人心的研究领域。 发育生物学又是一门应用前景非常广泛的学科,有关生殖细胞发生、受精等过程的研究是动、植物人工繁殖、遗传育种、动物胚胎与生殖工程等生产应用技术发展的理论基础。有关细胞分化机理、基因表达调控与形态模式形成及生物功能的关系研究,是解决人类面临的许多医学难题(如癌症的防治)以及器官与组织培养等新兴的医学产业工程发展的基础,也是基因工程发展为成熟的实用技术的基础。 3研究对象 从研究对象看,实验胚胎学一般专指动物实验胚胎学。由于历史的原因,尤其是材料的不同,像动物实验胚胎学那样的植物实验胚胎学未曾发展起来。但动植物的发育原理,尤其是从分子生物学的角度考虑,有许多共同之处,所以发育生物学既研究动物的也研究植物的个体发育。 4研究内容 从胚胎学的角度,个体发育从受精开始,因为卵子受精之后才能发育,但发育生物学则应把个体发育追溯 宝宝感官的发育

果蝇杂交实验实验报告38154

果蝇杂交实验正式报告 姓名: 学号: 班级: 日期:年月日

果蝇的杂交实验 一、实验目的 1、了解伴性遗传和常染色体遗传的区别; 2、进一步理解和验证伴性遗传和分离、连锁交换定律; 3、学习并掌握基因定位的方法。 二、实验原理 红眼和白眼是一对相对性状,控制该对性状的基因位于X染色体上,且红眼对白眼是完全显性。当正交红眼雌蝇与白眼雄蝇杂交时,无论雌雄均为红眼;反交时雌蝇都是红眼,雄蝇都是白眼。 三、实验材料和器具 野生型雌蝇雄蝇,突变型雌蝇雄蝇、放大镜、麻醉瓶、毛笔、超净台、乙醚、酒精棉球、酵母、玉米粉、丙酸、蔗糖、琼脂 四、实验流程 配培养基→选处女蝇→杂交(正交,反交)→观察F1 五、实验步骤 1、配培养基 2、选处女蝇在超净台上选取野生型和突变型的雄蝇雌蝇 3、杂交 (1)正交取红眼雌蝇5个和白眼雄蝇4个,放入培养瓶中(♀)红眼(+ +x x w) x)×(♂)白眼(y (2)反交取红眼雌蝇3个和白眼雄蝇4个,(♀)白眼(w w x x)×(♂)红眼(y x+) 贴上标签,放于恒温箱饲养 4、观察并记录 分别将正反交的F1代用乙醚麻醉,倒在白纸上,分别数红白眼的雌蝇和雄蝇,记录数据。 六、实验结果与分析

在正交实验中,F1代雌雄硬都是红眼;在反交实验中,雌性都是红眼,雄性都是白眼,但也出现了个不该出现的雌性白眼分析:在伴性遗传中,也有个别例外产生,这是由于2条X不分离造成的,F1中出现的不该出现的雌性白眼,但是这种情况极为罕见。 七、注意事项 要经常观察,如果培养瓶内有生霉的,必须将果蝇转移到干净的培养瓶中 F1代幼虫出现即可将亲本放出或处死 要严格控制温度,偏高的温度或者偏低的温度都可能引起果蝇的死亡 亲本必须是处女蝇,其原因是雌蝇生殖器官有受精囊,可以保存交配所得的大量精子,能使交配后卵巢产生的卵受精。在杂交时若不是处女蝇,其体内已储有另一类型雄蝇的精子,会严重影响实验结果,导致整个实验失败。 在F1代羽化前,一定要将亲本全部清除干净并处死,以免出现回交现象,影响结果 果蝇的麻醉要适当,掌握好麻醉时间,麻醉过度会使果蝇直接死亡 取果蝇的时候用毛笔,避免用其他锋利的器具,避免戳伤果蝇,影响生长繁育 八、个人总结 第一次饲养果蝇,开始时感觉这么复杂和漫长的实验是一个很大

果蝇

【摘要】目的研究镉离子(Cd2+)和维生素C(Vc) 对野生型果蝇寿命、生育力以及抗氧化系统的影响。方法将果蝇随机分为5组,分别饲喂含不同浓度的Cd2+的培养基,并加Vc 处理,计算果蝇平均寿命、子代数量,测定超氧化物歧化酶(SOD) 活性和丙二醛(MDA)含量。结果随着Cd2+浓度的增加,雌雄果蝇的平均寿命逐渐缩短,子代减少,SOD活性下降和MDA含量上升,而Vc处理组显示对Cd2+的毒害存在显著拮抗效应(P<0.05或P <0.01)。结论高Cd2+浓度对果蝇有比较大的损伤,Vc可以缓解毒害,延长果蝇寿命。 【关键词】镉离子;果蝇;抗坏血酸;寿命 镉(Cd2+)是非生物必需元素,不参与生物体的构造与代谢活动,但环境中的镉可以被动植物、水生生物吸收并在体内蓄积,还能通过食物链进入人体蓄积于肝脏和肾脏,引发多种疾病〔1〕。维生素C(Vc)参与组织细胞内许多物质的氧化还原反应,可以捕捉自由基,对人体起保护作用。已有研究探讨了铅离子〔2〕、酞酸二丁酯〔3〕、番茄红素〔4〕和丙烯酰胺〔5〕等对果蝇的寿命及抗氧化系统的影响,但未见用重金属Cd2+和Vc的报道。本文利用果蝇来检测Cd2+的危害以及Vc的保护作用,通过测定果蝇体内超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)的含量来确定果蝇的膜脂氧化程度,为全面了解Cd2+的毒理作用和Vc 的保护作用提供参考。 1 材料与方法 1.1 材料野生型红眼黑腹长翅果蝇(本院遗传实验室提供),收集8 d内羽化未交配的成虫,雌雄分开,用普通培养基在温度为(25±1)℃,50%~70%相对湿度环境中培养备用。 1.2 方法 1.2.1 培养基的制备基本培养基为果蝇常规配方〔6〕。添加Vc培养基:在基本培养基中加入Vc,使最终质量浓度为150 mg/L。将浓度分别为0.1、0.4、0.7、1.0 mg/kg的CdCl2分别添加到上述培养基中。 1.2.2 给药及分组收集内羽化的果蝇,分5组。每组3瓶,每瓶雌雄各3只,每2天更换1次培养基,每天定时观察统计果蝇死亡数目,直至全部死亡。每组全部果蝇死亡的天数算术平均值为该组的平均寿命。果蝇繁殖力实验收集内羽化的未交配的处女蝇,分5组,每组3瓶,每瓶3对雌雄果蝇,自然光照的培养箱中培养,7 d后除去亲本,第10天开始每天统计羽化的果蝇,连续统计8天内每对果蝇子一代成蝇的平均数量作为该组繁殖力的标志。 1.2.3 果蝇匀浆的制备〔5〕果蝇(雌或雄) 在乙醚麻醉下称重80~100 mg,加入1 ml 生理盐水,在冰水浴中以3 000 r/min匀浆10 s,反复进行3次,制成果蝇含量为8%~10%的匀浆;再以6 000 r/min离心10 min,取上清液待测。 1.2.4 SOD活性及MDA含量测定按SOD和MDA测定试剂盒说明操作,分别采用羟胺比色法和硫代巴比妥酸法。 1.3 统计学方法数据用x±s表示,采用SAS8.2软件包行方差分析。

果蝇的染色体异常现象

果蝇的染色体异常现象

果蝇的染色体异常现象 一、果蝇的染色体结构异常现象 染色体结构变异是染色体变异的一种,是内因和外因共同作用的结果,外因有各种射线、化学药剂、温度的剧变等,内因有生物体内代谢过程的失调、衰老等。主要类型有缺失、重复、倒位、易位。 例题 1.(16分)1917年,布里奇斯发现了一种翅膀

后端边缘缺刻(缺刻翅)的红眼雌果蝇,并用这种果蝇做了如图23所示的实验: (1)其它实验证实,控制翅型的基因位于X 染色体上,Y染色体上没有。假设缺刻 翅是由X染色体上控制翅型的基因发 生突变引起的,与正常翅是一对等位基 因控制的相对性状。如果缺刻翅由隐性 基因控制,则后代中不应该有 果蝇出现;如果缺刻翅是由显性基因控 制,则后代中应该有果蝇出 现。实验结果与上述假设是否相 符:。 (2)从果蝇的眼色性状分析,后代雌蝇有两种表现型,说明雌性亲本产生了 种类型的配子。理论上讲图23所示的 实验,子代应该有种类型。

(3)图23所示的实验,子代的雌雄比例不是1:1,而是2:1,其原因最可能 是。 (4)布里奇斯认为“X染色体片段缺失”是导致图23所示实验现象的原因。为证 实这一猜测,科研工作者对表现型为 的果蝇做了唾腺染色体的检查,显微镜 下观察到如图24所示 的片段,从而证实了布里奇斯的猜测。 (5)从图23中雌性亲本所产生的配子分析,解释子代中雌性出现缺刻白眼性状的原因: 。 【答案】(16分)(1)缺刻翅雌和正常翅♂缺刻翅♂不相符(2)两(1分)四(1分) (3)雄性的成活率是雌性的1/2(雄性个体存

在致死现象)(4)缺刻翅♀ X染色体配对 (5)含X染色体缺失的雌性配子所形成的受精卵发育成缺刻翅白眼♀(X染色体缺失导致缺刻翅性状,同时缺失的部分包括控制眼色的基因)2.(16分) (1)图1表示对果蝇眼形的遗传研究结果,果蝇眼形由正常眼转变为棒状眼是因 为,该变化称 为。雄性棒眼果 蝇的基因型为。 基 X b X b X B X X B X B 图1 (2)研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系X l B X b,

果蝇杂交实验实验报告

果蝇杂交实验 【实验目的】 通过实验验证分离规律、自由组合规律、伴性遗传和连锁互换规律,掌握果蝇杂交的实验技术和基因定位的三点测验方法,在实验中熟练运用生物统计的方法对实验数据进行分析。 【实验原理】 1. 果蝇(fruit fly)是双翅目(Diptera)昆虫,属果蝇属(genus Drosophila),约有3000多种,我国已发现800多种。大部分的物种以腐烂的水果或植物体为食,少部分则只取用真菌,树液或花粉为其食物。以果蝇作为遗传学研究的材料,利用突变株研究基因和性状之间的关系已近一百年,至今,各种研究遗传学的工具已达完善的地步,果蝇对今日的遗传学的发展有其不可磨灭的贡献;从1980年初,Drs. C. Nesslein-Volhard和E. Weichaus以果蝇作为发育生物学的模式动物,利用其完备的遗传研究工具来探讨基因是如何调控动物体胚胎的发育,也带动了其它模式生物(线虫、斑马鱼、小鼠和拟南芥等)的研究,且有非常具体的成果。 通常用作遗传学实验材料的是黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)。用果蝇作为实验材料有许多优点: ⑴饲养容易。在常温下,以玉米粉等作饲料就可以生长,繁殖。 ⑵生长迅速。十天左右就可完成一个世代,每个受精的雌蝇可产

卵400~500个,因此在短时间内就可获得大量的子代,便于遗传学分析。 ⑶染色体数少。只有4对。 ⑷唾腺染色体制作容易。横纹清晰,是细胞学观察的好材料。 ⑸突变性状多,而且多数是形态突变,便于观察。 果蝇的生活史: 果蝇的生活周期长短与温度有密切关系。一般来说,30℃以上温度能使果蝇不育或死亡,低温能使生活周期延长,生活力下降,饲养果蝇的最适温度为20~25℃。 生活周期长短与饲养温度的关系 果蝇在25℃时,从卵到成蝇需10天左右,成虫可活26~33天。果蝇的生活史如下: 雌蝇→减数分裂→卵 受精 雄蝇→减数分裂→精子 第一批成虫 羽化(第八天) (可活26~33天)产第一批卵

果蝇形态观察实验报告

一、实验目的 了解果蝇的生活习惯,掌握果蝇饲养管理的方法,学习鉴定果蝇的雌雄性别,观察果蝇某些遗传性状。 二、实验原理 果蝇广泛存在于全球温带及热带气候区,在果园、菜市场等地皆可见其踪迹,目前已发现1000多种。果蝇以酵母菌为食,能发酵的水果或植物基质,都可用作果蝇的饲料。 黑腹果蝇,双翅目果蝇属。生活史短,每12天左右即可完成一个世代;饲养容易,以玉米粉等做饲料就可以生长繁殖;繁殖能力强,每只受精的雌蝇可以产卵500个左右;突变型多,突变性状多,多数是形态变异,容易观察;染色体少、个体小,是一种很好的遗传学实验材料,是一种模式生物。 1、果蝇的生活史 果蝇是完全变态昆虫,生活周期可分为4个时期:卵、幼虫、蛹和成虫。最适培养温度为25~30℃。果蝇在25℃时,从卵至蝇需10天左右。由蛹羽化成的成虫,雄性在12小时内为处女蝇,24小时后开始产卵,每天每个成虫可产50-75个卵,10天内最高产卵总股数为400-500个。 卵:白色,椭圆形,长约,前端背面伸出一触丝,附着在食物上。 幼虫:一龄——二龄——三龄,三龄体长4-5 mm,幼虫头尖尾钝,头上有一黑色钩状口器。 蛹:化蛹前三龄幼虫停止摄食,爬到相对干燥的瓶壁上,形成菱形的蛹,形状由淡黄、柔软逐渐硬化为深褐色。 成虫:刚羽化的果蝇虫体较肥大,体表呈半透明,颜色逐渐加深,硬化。 2、果蝇的雌雄鉴别 果蝇是以酵母菌作为主要食料的,因此实验室内凡是能发酵的物质,都可用作果蝇的饲料,常用的饲料油玉米饲料、米粉饲料、香蕉饲料等。

三、动物与器材 黑腹果蝇品系:突变型(三隐性、黑体) 药品:乙醚、酒精、丙酸、酵母粉、琼脂、玉米粉、白糖。 培养箱、高压灭菌锅、电磁炉、解剖镜、搪瓷杯、玻棒、镊子、培养瓶、海绵塞、滤纸、酒精棉球、毛笔、麻醉瓶、白纸板。 四、实验内容 1、果蝇培养基配制 (1)清洁指管,盖上适当大小的瓶塞,置高压灭菌锅内,以121℃,大气压消毒15分钟,冷却备用。 (2)按配方称取培养基各组分。先取一半水加入琼脂于电磁炉上加热溶解,再加入蔗糖煮沸。 (3)取剩余的水将玉米粉调成糊状边搅拌边加入到琼脂糖溶液中,煮沸。(4)待稍冷后加入酵母粉和丙酸,充分调匀、分装(20 ml/管)。 2、果蝇性别鉴定及形状观察 取白纸板平置于桌面,将麻醉的果蝇倒于白纸板上。于解剖镜下进行性状观察,并记录。 五、思考题及注意事项 1、通过对果蝇雌雄个体的鉴别,你认为哪几个特征在鉴别中是主要的? 答:黑色条纹和性梳。在实体镜下即可清楚地观察到雄蝇的三条条纹(第三条较宽)和雌蝇的五条黑色条纹。肉眼可以观察到性梳为第一对附肢第二小节上的一个小黑点,若用显微镜观察则可以观察到清晰的梳状结构。 相比之下,其他几个特征就不太好观察。首先是体型,在实体镜下很难判断哪个个体体型大或小(放大倍数不同),除非将雌雄蝇一同对比看,而用肉眼基本看不出体型的区别。腹部形状也容易判断错。腹片由于没有特殊眼色,也较难观察数量差别。 2、叙述配制培养基以及果蝇观察时的注意事项。 答:(1)玉米粉一定要先用凉水拌匀后再加热,不能直接倒入加热的培养基中,否则容易聚集成团,不易溶解。配制的培养基容易出现块状,不易于果蝇的利用。 (2)酵母为活性物质,高温易失活。因此应当在培养基冷却到50℃左右时加入到培养基中,切勿将酵母粉加入到培养基中直接煮沸。 (3)将培养基倒入指瓶中时应悬空,不要把培养基沾到指瓶壁上。如不慎沾到,应用酒精棉球擦拭,擦拭过程中注意酒精不要滴到培养基上。 (4)本次观察所用果蝇为已麻醉过的果蝇,应注意如果在观察过程中果蝇醒来,要及时再麻醉,不要让其飞走。 六、实验结果 1、三隐形个体的观察

遗传学实验果蝇杂交设计书

遗传学实验果蝇杂交设计书 一、单因子试验 1、实验原理 分离定律(law of segregation)也称孟德尔分离定律。一对基因在杂合状态下不互相影响,各自保持相对的独立性,而在形成配子的时候,就会互相分开,并按照原样分配到不同的配子中去。 在一般情况下,配子的理论分离比是1:1,子二代(F2)的基因型分离比是1:2:1,若显性完全,F2的表型分离比是3:1。杂种后代分离出来的隐性基因纯合体与原来隐性亲本在表型上是一样的,隐性基因并不因为和显性基因在一起而改变它的性质。 单因子杂交是指一对等位基因间的杂交。野生型果蝇是长翅(+/+),其长翅超出腹部末端约1/3.残翅果蝇的双翅已经退化,只留下少量残迹(vg/vg),无飞翔能力。Vg的基因座位于第二染色体67.0,。对长翅(+)完全隐性。 用野生型长翅果蝇与残翅果蝇杂交,子一代(F1)全是长翅。子一代系内交配,子二代产生性状分离,长翅:残翅为3:1,。 基因型为+/vg(长翅)雌雄均可产生两种配子+和vg,并且各占1/2,。简单列表可知F2的性状比为3:1。 2、实验步骤 (1)确定杂交亲本,挑选处女蝇。 选用2#与18#为亲本进行杂交实验。 选用野生型长翅和突变型残翅果蝇为杂交亲本。雌蝇一定要选处女蝇。处女蝇的挑选方法:亲本饲养2周之后,提前10—12小时把培养瓶内所有活的成虫倒干净,然后在倒掉成虫的12小时内吧新羽化的成虫倒出来,装进消毒过的培养瓶或者平底试管进行适度麻醉,麻醉后放在消毒过的白瓷板或者硬纸板上把雌雄蝇分别挑出,雌蝇即为处女蝇。根据实验所需处女蝇数量的多少,可连续收集,但不要超过3天。 (2)配好杂交组合,进行正、反杂交。 正交组合:野生型长翅(♀)×突变型残翅(♂)。用消毒过的毛笔把3—4只长翅处女蝇扫入培养瓶中,然后把培养瓶水平放置,一面麻醉状态下的果蝇沾到培养基或水珠而被闷死,随机用同样方法扫入3—4只残翅雄蝇,塞紧棉塞,贴好标签,保持水平直至果蝇苏醒后放入25℃恒温培养箱中培养。 反交组合:将亲本性别交换。 (3)培养7天之后把亲本果蝇成虫全部倒出来处死。 (4)再过7天F1成蝇出现,把F1成蝇转移到经过消毒的空瓶子里进行适度麻醉,观察F1翅形的变化,并把结果记录。把5~6对适度麻醉的F1转入另一培养瓶,标明信息。 表2 正、反交F1果蝇翅形观察结果记录表

果蝇杂交的实验报告

实验四:果蝇的杂交 姓名:许哲同组者:李永久 班级:生科08级学号:200805140167 实验时间:周二下午 摘要经典遗传学的三大遗传定律分别是:分离定律,自由组合定律和连锁与交换规律。果蝇具有生活史短、繁殖率高、饲养简便等特点,是研究遗传学的好材料,尤其在基因分离、连锁、交换等方面,对果蝇的研究更是广泛而充分。本次通过自行设计实验方案,观察后代中果蝇的各种性状,结合各种统计处理方法,从而证明这三大定律。 1.引言 孟德尔定律是G.J.孟德尔根据豌豆杂交实验的结果提出的遗传学中最基本的定律,包括分离定律和独立分配定律。孟德尔最早选用豌豆,根据从简单到复杂的原则,提出了分离定律和自由组合定律。对之后遗传学的发展奠定了基础。 分离定律(law of segregation)是指在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。其表现在两个具有相对性状的纯种个体进行杂交,F1代全部表现显性个体的性状,F1代自交,F2代出现隐性个体的性状。并且,在理论上,F2代中,显性个体与隐性个体的比例为3:1。孟德尔最初使用豌豆的花色(红花和白花来验证)。理论如图所示: 图一:分离定律图示 自由组合定律(the Law of Independent Assortment)是指非同源染色体上的决定不同对性状的基因在形成配子时等位基因分离,不同对基因(非等位基因)之间互不干扰,其实质是F1产生配子时,等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。最初由孟德尔在做两对相对性状(豌豆的子叶颜色黄色,绿色,圆粒和绉粒)的杂交实验时发现,基因分离比为9:3:3:1。(如图所示)

实验三-果蝇的伴性遗传

实验七果蝇的伴性遗传 14级生物技术1班王堽20140322142 一、目的 1、记录交配结果和掌握统计处理方法; 2、正确认识伴性遗传的正、反交的差别。 二、原理 1910年,摩尔根在实验室中无数红眼果蝇中发现了一只白眼雄蝇。让这只白眼雄蝇与野生红眼雌蝇交配,F1全是红眼果蝇。让F1的雌雄个体相互交配,则F2果蝇中有3/4为红眼,l/4为白眼,但所有白眼果蝇都是雄性的。这表明,白眼这种性状与性别相连系,外祖父的性状通过母亲遗传给儿子。这种与性别相连的性状的遗传方式就是伴性遗传。摩尔根等对这种遗传方式的解释是:果蝇是XY型性别决定动物,控制白眼的隐性基因(W)位在X性染色体上,而Y染色体上却没有它的等位基因。如果这种解释是对的,那么白眼雄蝇就应产生两种精子:一种含有X染色体,其上有白眼基因(W),另一种含有Y染色体,其上没有相应的等位基因;F1杂型合子(Ww)雌蝇则应产生两种卵子:一种所含的X染色体,其上有红眼基因(W);另一种所含的X染色体,其上有白眼基因(W);后者若与白眼雄蝇回交,应产生1/4红眼雌蝇,l/4红眼雄蝇,1/4白眼雌蝇,l/4白眼雄蝇。实验结果与预期的一样,表明白眼基因(W)确在X染色体上。

果蝇的性染色体有X和Y 两种类型.雌蝇细胞内有2条X染色体,为同配性别(XX),雄蝇为XY是异配性别.性染色体上的基因在其遗传过程中,其性状表达规律总是与性别有关.因此,把性染色体上基因决定性状的遗传方式叫伴性遗传。 果蝇的红眼与白眼是一对由性染色体上的基因控制的相对性状。用红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配,F1代雌雄均为红眼果蝇,F1代相互交配,F2代则雌性均为红眼,雄性红眼:白眼=1:1;相反用白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配,F1代雌性均为红眼,,雄性都是白眼,F1相互交配得F2代,雌蝇红眼与白眼比例为1:1,雄蝇红眼与白眼比例亦为1:1。由此可见位于性染色体上的基因,与雌雄性别有关系。 伴性遗传可归纳为下列规律: 1. 当同配性别的性染色体(如哺乳类等为XX为雌性,鸟类ZZ为雄性)传递纯合显性基因时,F1雌、雄个体都为显性性状。F2性状的分离呈3显性:1隐性;性别的分离呈1雌:1雄。其中隐性个体的性别与祖代隐性体一样,即1/2的外孙与其外祖父具有相同的表型特征。 2.当同配性别的性染色体传递纯合体隐性基因时,F1表现为交叉遗传,即母亲的性状传递给儿子,父亲的性状传递给女儿,F2中,性状与性别的比例均表现为1:1。 3.存在于Y染色体差别区段上的基因 在进行伴性遗传实验时,也会出现例外个体,即在 B 杂交组合,F1

果蝇杂交实验实验报告

果蝇杂交实验实验报告 学号: 班级: 日期: 年 月 日果蝇得杂交实验 一、实验目得 1、了解伴性遗传与常染色体遗传得区别; 2、进一步理解与验证伴性遗传与分离、连锁交换定律; 3、学习并掌握基因定位得方法、 二、实验原理 红眼与白眼就是一对相对性状,控制该对性状得基因位于X染色体上,且红眼对白眼就是完全显性。当正交红眼雌蝇与白眼雄蝇杂交时,无论雌雄均为红眼;反交时雌蝇都就是红眼,雄蝇都就是白眼。 三、实验材料与器具 野生型雌蝇雄蝇,突变型雌蝇雄蝇、放大镜、麻醉瓶、毛笔、超净台、乙醚、酒精棉球、酵母、玉米粉、丙酸、蔗糖、琼脂 四、实验流程 配培养基→选处女蝇→杂交(正交,反交)→观察F1 五、实验步骤 1、配培养基 2、选处女蝇 在超净台上选取野生型与突变型得雄蝇雌蝇 3、杂交 (1)正交 取红眼雌蝇5个与白眼雄蝇4个,放入培养瓶中(♀)红眼()×(♂)白眼()(2)反交 取红眼雌蝇3个与白眼雄蝇4个,(♀)白眼()×(♂)红眼()

贴上标签,放于恒温箱饲养4、观察并记录 分别将正反交得F1代用乙醚麻醉,倒在白纸上,分别数红白眼得雌蝇与雄蝇,记录数据。 六、实验结果与分析 在正交实验中,F1代雌雄硬都就是红眼;在反交实验中,雌性都就是红眼,雄性都就是白眼,但也出现了个不该出现得雌性白眼 分析:在伴性遗传中,也有个别例外产生,这就是由于2条X不分离造成得,F1中出现得不该出现得雌性白眼,但就是这种情况极为罕见。 七、注意事项 要经常观察,如果培养瓶内有生霉得,必须将果蝇转移到干净得培养瓶中F 1代幼虫出现即可将亲本放出或处死要严格控制温度,偏高得温度或者偏低得温度都可能引起果蝇得 死亡亲本必须就是处女蝇,其原因就是雌蝇生殖器官有受精囊,可以保存交配所得得大量精子,能使交配后卵巢产生得卵受精。在杂交时若不就是处女蝇,其体内已储有另一类型雄蝇得精子,会严重影响实验结果,导致整个实验失败。 在F1代羽化前,一定要将亲本全部清除干净并处死,以免出现回交现象,影响结果果蝇得麻醉要适当,掌握好麻醉时间,麻醉过度会使果蝇直接死亡取果蝇得时候用毛笔,避免用其她锋利得器具,避免戳伤果蝇,影响生长繁育八、个人总结 第一次饲养果蝇,开始时感觉这么复杂与漫长得实验就是一个很大得担心,除此之外还有对于果蝇这种实验动物得畏惧也就是一个小小得障碍、但就是通过配培养基与随后得杂交等一系列得实验过程,我们越来越熟悉操作,感觉越来越得心应手。其实果蝇很干净,也很好饲养,更不烦人,渐渐地我们开始有些享受这一个长时间得实验,同时也在心里默默得感谢我们饲养得果蝇短暂得生命给我们带来得成果。实验过程长,要求也高。通过自己得全力以赴与与同伴得合作,我们最终完成了实验,我对自己得实验技能更加有信心,也体会到合作就是一件多美好得事情。另外还要真心得感谢邵老师与其她为我们实验前前后后付出辛劳得老师,在我们开始试验之前,您们已经为我们做了很多保证我们实验得成功与减轻我们得负担,实验过程中,还要随时回答我们无休止得奇怪问题,但老师始终都很

遗传学实验 果蝇的伴性遗传 (1)

实验四果蝇的伴性遗传 PB12210261 徐导 中国科学技术大学生命科学学院 【摘要】 果蝇(Drosophila melanogaster)是研究遗传学的经典材料,因为它容易采集、培养;它繁殖率高,生活周期短,一般10-14天能繁殖一代;它的染色体数目是2n=8。本实验选取果蝇为实验材料了解其饲养条件,性状识别,观察完成伴性遗传的研究。 【关键词】 果蝇伴性遗传 【Abstract】 Drosophila melanogaster is a classic material of studying genetics. Firstly, it is easy for us to collect and to feed. Secondly, as we all know, Drosophila melanogaster has a 2n number of 8, which means we could easy to observe it, furthermore, it also has numerous of gene mutations. Finally, its biocycle is very short,therefore it can generate a generation in only 10-14 days. In this experiment we performed the Sex linked inheritance in Drosophila melanogaster. 【Key words】 Drosophila melanogaster Sex linked inheritance 【前言】 位于性染色体上的基因叫作伴性基因,其遗传方式与位于常染色体上的基因有一定差别,它在亲代与子代之间的传递方式与雌雄性别有关,伴性基因的这种遗传方式称为伴性遗传(sex-linked inheritance)。果蝇的染色体有X和Y两种,雌性是XX,为同配性别;雄性是XY,为异配性别。伴性基因主要位于X染色体上,而Y染色体上没有相应的等位基因,所以这类遗传也叫X—连锁遗传。【实验部分】 一、实验目的 1、正确认识伴性遗传的正、反交的差别,进一步认识伴性遗传的特点。 2、记录杂交结果,掌握统计处理方法。 3、认识黑腹果蝇的形态学特征,观察果蝇的生活史。 4、正确认识伴性遗传的正、反交的差别,对伴性遗传的特点有感性认知。 5、通过对结果的观察记录,掌握实验的统计学处理方法。 二、基本原理 位于性染色体上的基因叫作伴性基因,其遗传方式与位于常染色体上的基因有一定差别,它在亲代与子代之间的传递方式与雌雄性别有关,伴性基因的这种遗传方式称为伴性遗传(sex-linked inheritance)。 果蝇的染色体有X和Y两种,雌性是XX,为同配性别;雄性是XY,为异配性别。伴性基因主要位于X染色体上,而Y染色体上没有相应的等位基因,所以这类遗传也叫X—连锁遗传。 果蝇的红眼与白眼是一对相对性状,由单基因控制,位于X染色体上,基因之间的关系为红眼对白眼完全显性。当红眼果蝇(♀)和白眼果蝇(♂)杂交,F 1代中的果蝇均为红眼,F 代中红眼果蝇∶白眼果蝇=3∶1,但在雌果蝇中全为红 2 代中的雌果蝇为红眼,眼,在雄果蝇中红眼果蝇∶白眼果蝇=1∶1。当反交时,F 1

摩尔根和他的果蝇杂交实验

摩尔根和他的果蝇杂交实验(教学设计) 教学目标: 1.了解科学家摩尔根及其果蝇的故事。 2.了解科学家摩尔根的科学实验过程和方法。 3.说明基因在染色体上的实验证据。 教学重点和难点:基因在染色体上的实验证据。 教学措施:多媒体课件辅助,教材阅读,开展思维探究、交流和学习成果展示。 教学过程: 导课:阅读教材相关内容并简介摩尔根和果蝇有关故事。 摩尔根是一位敢于怀疑、勤奋实践的人。无论对自己的假说还是对别人的学说,他都一概采取依靠事实和运用实验来检验理论是否正确的科学态度。 摩尔根与果蝇的不解之缘:摩尔根与他的学生培养了很多代蝇,他偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼果蝇,他把这只果蝇视若珍宝。当他的第三个孩子出生后,他赶到医院时,他的妻子醒来问他的第一句话不是“孩子怎么样了”,而是“那只白眼果蝇怎么样了”。虽然身体很虚弱,但这只白眼果蝇没有辜负摩尔根的期望,在临死之前抖擞精神与一只红眼果蝇完成了交配,把难得的白眼基因遗传了来,使摩尔根的杂交实验获得了成功! 教师提问:材料的选择是实验成功的关键!摩尔根选择的是什么

材料呢? 学生答问:红眼果蝇和白眼果蝇 学生看书后回答果蝇的特点:1.相对性状多而明显;2.易饲养;3.繁殖快,后代数量多; 4.染色体数目少。 小结果蝇作为实验材料的优势: 1.相对性状多而明显——结果易观察和分析; 2.易饲养——短时间内可以获得较多的后代,便于分析; 3.繁殖快,后代数量多——便于进行统计学分析; 4.染色体数目少——便于观察。 课件展示果蝇体细胞中染色体组成图并讲述染色体类型及与性别决定的关系。教师提问:雌雄果蝇体细胞中染色体组成有何异同? 学生答问:性染色体不同,常染色体相同。 教师提问:性染色体有何不同? 学生答问:雌性个体性染色体为X、X,雄性个体性染色体为X、Y。 师生共同总结染色体的类型并说明性别是由性染色体决定的。 染色体的类型: 常染色体:与性别决定无关的染色体 性染色体:与性别决定有关的染色体,如X、Y染色体 拓展:展示人体细胞中染色体组成图并思考相关问题:

果蝇简介

果蝇 一、生活史及生物学特性 1.生活史 果蝇(fruit fly)双翅目、短角亚目、果蝇科、果蝇属昆虫。约1,000种。果蝇的1个完整的生活周期分为4个明显的时期,即卵→幼虫→蛹→成虫。卵长约0.5 mm、白色,前端背面伸出一触丝,能附着在食物或瓶壁上,不致深陷于食物中,卵经22-24 h孵化为幼虫,幼虫经两次蜕皮为三龄幼虫约4-5 mm,肉眼可见其一端稍尖为头部,上有一黑色钩状口器,幼虫生活约4 d左右化蛹,起初颜色淡黄、柔软,以后逐渐硬化变成深褐色,此时即将羽化,成虫果蝇自羽化后8 h可交配,2 d后即可产卵,成虫果蝇在25℃下一般存活37 d。[1] 果蝇的生活周期和各发育阶段的经过时间 2.生物学特性 2.1 形态特征 成虫:体长4-5 mm,浅黄色或灰黄色,复眼红色或暗红色,触角具芒状,第三节粗大,椭圆形至长圆形。中胸背面横排11列刚毛,前面5列后面6列,无小盾前鬃,小盾后鬃2行2列。胸部和腹部均生有较密的黑褐色短毛。前翅具有2个黑色斑

块,前缘脉有缘褶2个,具臀室。雌成虫比雄成虫体型大,腹末较尖削,腹背有5条黑色条纹。前足第一跗节无性梳,雄成虫腹末圆钝,腹部背面有3条黑纹,前2条较细,后1条粗并且延伸至腹面,第四五腹节背面黑色。 卵:梭形,初产水滴状润白,后白色,长0.4-0.5 mm,前端背面有2根触丝。 幼虫:白色,无足型,无头。体躯尾端粗,前端稍细略呈楔形,每一体节有一圈钩刺,体前端具黑色口钩,在口钩基部左右各有一唾腺。整个体驱稍呈半透明状,透过体壁可见消化道内有断线状黑褐色食物消化残留物。 蛹:略呈梭形,前端有2个呼吸孔,后端有尾芽,初时淡黄,后颜色加深,近羽化时深褐色。[2] 2.2 生活习性 (1)成虫习性:黑腹果蝇成虫为舐吸式口器,主要以舐吸水果汁液为食,对发酵果汁和糖醋液等有较强的趋向性。饲养观察结果显示成虫可存活25-40 d,温度在8-33℃范围内均可生存,以25℃左右为最适宜[3],高于33℃时果蝇成虫陆续死亡,当气温低于8℃时果蝇成虫不在田间活动,多聚集于果壳(如葡萄)、幼虫取食后的烂果孔穴里。果蝇成虫飞翔能力弱,多在背阴和弱光处活动,多数时间栖息于杂草丛生的潮湿地里。 (2)成虫羽化:成虫羽化时间多数在早6:00-8:00。成虫羽化时,先借助于顶囊的顶力将蛹背部前端顶开一小裂口,或直接顶开蛹盖,靠足的推力及身体的扭动将身体带出。刚羽化的成虫体色淡,翅未完全展开而紧贴虫体,不能飞翔,30 min-2 h内爬行或静伏并舒展身体,身体逐渐硬化,体色开始加深,6 h后身体充分硬化,体色变为正常。雌虫比雄虫虫体微大,雌雄性数量比接近1∶1,雌性略高。 (3)求偶与交尾:经羽化后身体充分硬化、体色变为正常的雌雄成虫,开始飞动取食,雄虫12 h、雌虫8 h后达到性成熟。雄虫性成熟后表现兴奋、好动、飞行敏捷迅速,开始追逐异性,主要行为有展翅、振动、尾追、打圈等。而雌虫对此不表现太多反应,只是偶尔飞行。雌雄成虫交尾时雄虫在上,用足抱握雌虫,腹部向下弯曲连接雌虫生殖器。交尾时间6-25 min,多数为17-18 min,雌虫交尾一次便可终生产卵。 (4)产卵:雌成虫交尾后24 h可产卵。在果实上产卵时,雌虫先找到合适的产卵果(成熟后表皮软的果实在果面上爬行几分钟后先用腹末端的刺状物刺破果实

遗传学实验-果蝇杂交实验实验报告

传学设计性实验报告 实验名称果蝇杂交实验 学院生命科学学院 专业生物技术 班级名称 学生姓名 学号 任课教师 完成日期2015年11月15日 教务处制 1前言 1.1 实验目的 通过实验验证分离规律、自由组合规律、伴性遗传和连锁互换规律,掌握果

蝇杂交的实验技术和基因定位的三点测验方法,在实验中熟练运用生物统计的方法对实验数据进行分析。 1.2 实验原理 果蝇(fruit fly)是双翅目(Diptera)昆虫,属果蝇属(genus Drosophila),约有3000多种,我国已发现800多种。大部分的物种以腐烂的水果或植物体为食,少部分则只取用真菌,树液或花粉为其食物。以果蝇作为遗传学研究的材料,利用突变株研究基因和性状之间的关系已近一百年,至今,各种研究遗传学的工具已达完善的地步,果蝇对今日的遗传学的发展有其不可磨灭的贡献;从1980年初,Drs. C. Nesslein-Volhard和E. Weichaus以果蝇作为发育生物学的模式动物,利用其完备的遗传研究工具来探讨基因是如何调控动物体胚胎的发育,也带动了其它模式生物(线虫、斑马鱼、小鼠和拟南芥等)的研究,且有非常具体的成果。 通常用作遗传学实验材料的是果蝇。用果蝇作为实验材料有许多优点: ⑴饲养容易。在常温下,以玉米粉等作饲料就可以生长,繁殖。 ⑵生长迅速。十天左右就可完成一个世代,每个受精的雌蝇可产卵400~500个,因此在短时间内就可获得大量的子代,便于遗传学分析。 ⑶染色体数少。只有4对。 ⑷唾腺染色体制作容易。横纹清晰,是细胞学观察的好材料。 ⑸突变性状多,而且多数是形态突变,便于观察。 果蝇的性别及突变性状的鉴别: 果蝇的每一体细胞有8个染色体(2n=8),可配成4对,其中3对在雌雄果蝇中是一样的,称常染色体。另外一对称性染色体,在雌果蝇中是XX,在雄蝇中是XY。 果蝇的雌雄在幼虫期较难区别,但到了成虫期区别相当容易。雄性个体一般较雌性个体小,腹部环纹5条,腹尖色深,第一对脚的跗节前端表面有黑色鬃毛流苏,称性梳(Sex combs)。雌性环纹7条,腹尖色浅,无性梳。 实验中选用的果蝇突变性状一般都可用肉眼鉴定,例如红眼与白眼,正常翅与残翅等。 2 实验材料 2.1果蝇品系 正交:2#(雌)×6#(雄)反交:2#(雄)×6#(雌) 2.2实验用具、药品 显微镜、培养瓶、棉塞、量筒、麦片、玉米粉、蔗糖、琼脂粉、丙酸、乙醚等 3实验方法 3.1、果蝇的饲养 3.1.1 培养基的配制(以100ml量为例) 70ml水 + 0.85g琼脂 +

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档