果蝇在遗传学中的应用
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果蝇模型在遗传学和发育生物学领域中的作用引言:果蝇(Drosophila melanogaster)是一种常见的小型昆虫,它在遗传学和发育生物学领域中扮演着重要的角色。
由于其短寿命、繁殖周期短、容易培养和高度可控的遗传特性,果蝇成为了科学家们理想的研究模型。
在过去的几十年里,利用果蝇模型进行的一系列研究贡献了大量关于基因功能、发育过程和疾病机理的重要发现与理解。
本文将重点介绍果蝇模型在遗传学和发育生物学领域中的作用。
一、果蝇的遗传学研究果蝇模型成为遗传学研究的重要工具主要是因为其遗传特性具有显著优势。
果蝇的染色体结构简单,仅有四对常染色体和一对性染色体,使得形态和细胞遗传学的研究相对容易。
此外,果蝇拥有大量足够理解的基因组序列信息,使得科学家们可以与广泛的物种进行比较。
早在20世纪初,托马斯·亨特·摩尔根提出了“甜果蝇实验室”(Fly Room)的概念,在此之后,他对果蝇的轮纹遗传进行了深入的研究。
这些研究揭示了一系列重要的遗传定律,如连锁性、显隐性、顺反向变异等,奠定了遗传学的基础,并为后来的遗传学研究提供了理论指导。
果蝇的遗传学研究还带来了基因突变、基因关联和基因功能的相关理论。
利用自然和人工诱变,对果蝇的遗传变异进行深入研究,发现了多个易感和突变基因,并通过连锁群体和分离定位的方法揭示了这些基因与特定性状的关联。
此外,基因的功能也通过应用RNA干扰(RNAi)技术进行沉默或过表达而得到深入研究。
二、果蝇在发育生物学中的作用果蝇作为一个复杂生物体,在其发育过程中涉及到多个细胞、组织和器官的建立,因此成为了发育生物学研究的理想模型。
通过对果蝇发育的研究,科学家们得以深入了解发育过程中的细胞分化、组织形成和器官分布等基本问题。
面对这样一个相对简单的模型生物,科学家们开始了大规模的突变筛选工作,发现了大量与发育有关的基因。
这些基因可以分为两类:一类是调控细胞分化和组织形成的基因,如调控转录因子和信号通路的基因;另一类是调控器官发育的基因,如形态基因和对称性基因。
遗传学实验果蝇遗传变异的观察与分析果蝇(Drosophila melanogaster)是一种常见的模式生物,广泛应用于遗传学实验。
它具有短的生命周期、高繁殖能力以及易于繁殖和培养的特点,使得它成为理想的实验室模式生物。
在果蝇的遗传学实验中,最常用的实验方法之一是交叉配对。
通过交叉配对,我们可以观察和分析果蝇遗传变异的现象。
下面将介绍一个关于果蝇翅脉(wing vein)遗传变异的实验。
实验首先需要选取具有不同翅脉性状的果蝇个体。
果蝇翅脉有许多不同的形态,如直翅(wild-type,简称WT)、飞燕翅(veinlet),以及多脉性(polyvein)等。
选取纯合纯合(homozygous)的直翅果蝇和纯合飞燕翅果蝇进行交叉配对。
交叉配对后,观察F1代果蝇翅脉的性状。
如果F1代果蝇的翅脉都是直翅性状,那么直翅性状就是一种显性性状;如果F1代果蝇的翅脉有直翅和飞燕翅混合的性状,那么直翅性状就是一种隐性性状。
在实验中,正常情况下交叉配对所得到的F1代果蝇翅脉几乎都是直翅的,这说明直翅性状是一种显性性状。
为了进一步观察和分析果蝇的遗传变异,我们还可以进行后续的交叉配对实验。
首先,选取F1代果蝇中的直翅个体和飞燕翅个体进行交叉配对,得到F2代果蝇。
观察F2代果蝇翅脉的性状,可以发现直翅和飞燕翅的性状以1:3的比例出现,这符合孟德尔的遗传定律。
进一步地,我们可以对F2代果蝇进行单对单的交叉配对,得到F3代果蝇。
观察F3代果蝇翅脉的性状,发现直翅和飞燕翅的性状比例仍然符合孟德尔的遗传定律。
这表明果蝇翅脉性状的遗传是由于简单的显性和隐性基因的组合。
通过对果蝇翅脉遗传变异的观察与分析,我们可以得出以下结论:1.直翅性状是一种显性性状,飞燕翅性状是一种隐性性状;2.直翅性状和飞燕翅性状的遗传是由于显性基因和隐性基因的组合;3.直翅性状和飞燕翅性状的比例符合孟德尔的遗传定律。
总之,通过果蝇遗传变异的实验观察与分析,我们可以更深入地了解基因的遗传规律和遗传变异的机制。
果蝇基因交换及其在遗传改良中的应用果蝇是许多遗传学家和生物学家研究的模式生物。
因为其繁殖周期短、容易养殖、知名度高、易于实验等原因,成为科研领域中常见的实验用品。
果蝇基因交换技术(FLP/FRT系统)便是其中重要的实验手段之一,它可有效地用于遗传改良和基因功能研究。
一、FLP/FRT系统FLP/FRT系统通过将两个异源DNA序列FRT(Flippase Recognition Target)插入到不同基因的相应位点上,使得FRT位置的基因可以被Flippase(FLP)酶切掉并与其他含有FRT位点的DNA片段重新连接。
由此,就可以让不同基因中的一段DNA片段互相交换,从而实现遗传改良或者基因功能研究。
二、基因交换的实现方法基因交换是实验中最常见的应用之一。
首先,需要将FRT序列插入到目标基因上并使其成功表达。
接着,通过共转染(co-transfection)或转基因叉配(transgenic crosses)等手段,将携带不同FRT序列的转基因果蝇品系杂交,在FRT区域有重组事件发生的果蝇个体则被筛选、遗传分析及维护作为转基因果蝇品系。
这样,通过FLP/FRT系统就可以实现基因交换。
三、应用案例1.分离果蝇中可控制的基因表达位点通过动态监测经FRT重组的基因,科学家可发现一些关键的细胞和组织的组成,这为研究果蝇发育和生长提供了非常有价值的参考依据。
例如,通过CRE (Cyclization recombination)/LoxP系统替代FRT,科学家便可以分离果蝇中Neuronal-Gal4和GAL80的可控制基因表达位点。
2.研究果蝇早期发育与遗传通过利用FLP/FRT系统,经过横切实际(MARCM)方法标记果蝇的干细胞(neuroblasts),使得在继承一条转基因位点的同时,遗传的特征还会被传递到干细胞的下代。
而退火(fluctuation)分析和干细胞跟踪研究表明,通过FLP/FRT系统交换,可以诱导基因重组,破坏它们的作用以及在果蝇早期发育过程中达到有意义的结果。
果蝇是遗传学研究的经典实验材料果蝇(Drosophila melanogaster)是一种小型昆虫,常被用于遗传学研究。
它们具有短寿命、繁殖力强、染色体少等特点,使得它们成为理想的实验材料。
自从第一位诺贝尔奖得主摩尔根将果蝇引入实验室以来,果蝇就一直被广泛应用于遗传学研究中。
以下将从果蝇的遗传特性、实验方法和研究应用三个方面介绍果蝇在遗传学研究中的重要性。
首先,果蝇具有许多遗传特性,使得它成为理想的实验材料。
首先,果蝇的寿命短,通常只有几个星期,这意味着研究者可以在短时间内观察到多代果蝇的遗传变异。
其次,果蝇的繁殖力强,每对果蝇可以产下数百个幼虫,这使得繁殖实验更加容易。
此外,果蝇的染色体数量少,仅有四对,这使得遗传变异更容易观察和分析。
总的来说,果蝇的遗传特性使得它成为研究遗传学的理想模式生物。
其次,果蝇的实验方法相对简单,使得研究者可以更加便捷地进行遗传学实验。
研究者可以通过控制果蝇的交配,轻松地观察到各种遗传变异。
此外,果蝇的幼虫和成虫都可以被用于实验,这使得研究者可以在不同阶段观察到遗传变异的表现。
另外,果蝇的基因组已经被完整测序,这为研究者提供了便利,使得他们可以更加深入地研究果蝇的遗传特性。
最后,果蝇在遗传学研究中有着广泛的应用。
通过对果蝇的研究,科学家们揭示了许多重要的遗传学原理,比如显性和隐性遗传、基因互作等。
此外,果蝇还被用于研究人类疾病的遗传机制,比如癌症、神经退行性疾病等。
果蝇的遗传学研究成果不仅对基础科学有着重要意义,也为人类健康提供了重要的参考。
综上所述,果蝇作为遗传学研究的经典实验材料,具有许多优越的特性,使得它成为理想的模式生物。
通过对果蝇的研究,科学家们揭示了许多重要的遗传学原理,为人类健康和疾病治疗提供了重要的参考。
因此,果蝇在遗传学研究中的重要性不言而喻,它将继续在科学研究中发挥重要作用。
果蝇在遗传中的应用及最新进展摘要:随着遗传学的发展,果蝇也经历了由发现、利用,到重视,再到发展前景的演变过程。
在这一演变过程中,果蝇与遗传学相互融合、共同发展、共同进步,果蝇在不断被利用、遗传学的研究也不断更新。
果蝇对于遗传学的发展来说付出了不可磨灭的贡献。
关键词:果蝇;遗传学;研究果蝇是果蝇科果蝇属昆虫。
约1,000种。
广泛用作遗传和生物演化的研究材料。
关于果蝇的遗传资料收集得比任何动物都多。
用果蝇的染色体,尤其是成熟幼虫唾腺中最大的染色体,研究遗传特性和基因作用的基础。
对果蝇在自然界的生物学了解得还不够。
有些种生活以腐烂水果上。
有些种则在真菌或肉质的花中生活。
黑腹果蝇在1830年首次被描述。
而它第一次被用作试验研究对象则要到1901年,试验者是动物学家和遗传学家威廉·恩斯特·卡斯特。
他通过对果蝇的种系研究,设法了解多代近亲繁殖的结果和取自其中某一代进行杂交所出现的现象。
1910年,汤玛斯·亨特·摩尔根开始在实验室内培育果蝇并对它进行系统的研究。
之后,很多遗传学家就开始用果蝇作研究,并且取得了很多遗传学方面的知识,包括这种蝇类基因组里的基因在染色体上的分布。
随着遗传学的发展,果蝇也经历了由发现、利用,到重视,再到发展前景的演变过程。
在这一演变过程中,果蝇与遗传学相互融合、共同发展、共同进步,果蝇在不断被利用、遗传学的研究也不断更新。
果蝇对于遗传学的发展来说付出了不可磨灭的贡献。
一、果蝇的基本信息1、外观特征:体型较小,身长3~4mm。
近似种鉴定困难,主要特征是具有硕大的红色复眼。
雌性体长2.5毫米, 雄性较之还要小。
雄性有深色后肢,可以此来与雌性作区别。
2、分布范围:果蝇类昆虫与人类一样分布于全世界,并且在人类的居室内过冬。
由于体型小,很容易穿过砂窗,因此居家环境内也很常见。
3、生活环境:有些种生活以腐烂水果上。
有些种则在真菌或肉质的花中生活。
在垃圾筒边或久置的水果上,只要发现许多红眼的小蝇,即是果蝇;果蝇类幼虫习惯孳生于垃圾堆或腐果上。
果蝇作为模式动物在生命科学中的应用当人们谈论生命科学时,常常会提到模式动物。
模式动物是指在研究某一领域时,经常被用作研究对象的生物物种。
它们具有较短的生命周期、简单的组织结构和相对较小的基因组,是科学家们研究生物学、遗传学和生理学等领域的重要工具。
而在众多的模式动物中,果蝇被广泛地应用于生命科学研究中。
本文将深入探讨果蝇作为模式动物在生命科学中的应用和意义。
1. 果蝇的基础遗传学果蝇(Drosophila melanogaster)是一种小型的果蝇科昆虫,与许多其它生物一样,它的遗传学是其作为模式动物的主要优势之一。
在成群结队地孕育、快速繁殖的果蝇实验室中,研究人员可以在短时间内在多代果蝇中进行基因变异和分析,了解某些特定的基因如何传递到下一代。
自从1909年第一次使用果蝇进行基因研究以来,科学家们发现了许多实用的遗传学工具,这些工具可以被应用于其他生物体中。
其中一项最具有实用性的工具是基因突变。
果蝇在一定程度上是由其基因组组成的。
如果某个基因发生突变,那么突变的基因就会影响到果蝇的身体特点。
例如,在经典的研究中,一些基因突变会导致果蝇变得白眼睛而非红眼睛。
随着科学家们对果蝇基因突变功能的研究,他们发现了许多与生物学相关的基因,其中一些基因同样适用于其他生物。
2. 果蝇在生物学研究中的应用除了应用于基因遗传学研究之外,研究人员在生物学、生理学和进化生物学等学科也可以使用果蝇作为模式动物。
这是因为果蝇有非常相似的器官和细胞结构,因此也适用于许多其他生物上发生的生物学问题的研究。
例如,科学家最近利用果蝇来研究肺炎杆菌如何引起肺炎。
通过向果蝇注入肺炎杆菌,科学家们能够看到一系列不断变化的生物学反应,包括围绕免疫系统的多种反应。
这些信息可以用来理解和探讨与人类免疫系统有关的问题。
此外,研究人员还可以利用果蝇来探究基因组学的一些普遍性问题。
果蝇的基因组中含有数千个基因,同样也含有许多重复基因序列,这些序列在其他动物和人类基因序列中很常见。
第1篇一、实验目的1. 通过果蝇实验,验证孟德尔遗传学定律,包括分离定律、自由组合定律和连锁定律。
2. 学习和掌握果蝇的饲养、观察和杂交技术。
3. 提高对遗传学实验设计、操作和数据分析的能力。
二、实验原理果蝇(Drosophila melanogaster)是一种广泛应用于遗传学研究的模式生物。
果蝇具有以下优点:1. 饲养简单,繁殖速度快,便于实验操作。
2. 染色体数目少,便于观察和分析。
3. 遗传变异丰富,便于研究基因和性状之间的关系。
本实验主要研究果蝇的遗传学定律,包括分离定律、自由组合定律和连锁定律。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:野生型果蝇、突变型果蝇(如红眼、白眼、长翅、残翅等)、培养皿、培养箱、显微镜、解剖针、酒精灯、镊子等。
2. 实验仪器:电子天平、温度计、计时器、酒精棉球、乙醚、酒精、清水等。
四、实验方法1. 果蝇饲养:将野生型和突变型果蝇分别饲养在培养皿中,注意温度、湿度和光照条件。
2. 果蝇杂交:将野生型雄蝇与突变型雌蝇进行杂交,得到F1代;将F1代雌雄果蝇进行杂交,得到F2代。
3. 果蝇观察:观察F1代和F2代果蝇的性状,记录红眼、白眼、长翅、残翅等性状的表现。
4. 数据分析:根据观察结果,分析遗传学定律。
1. 饲养果蝇:将野生型和突变型果蝇分别饲养在培养皿中,注意温度、湿度和光照条件。
2. 杂交:将野生型雄蝇与突变型雌蝇进行杂交,得到F1代。
3. 观察F1代:观察F1代果蝇的性状,记录红眼、白眼、长翅、残翅等性状的表现。
4. 杂交F1代:将F1代雌雄果蝇进行杂交,得到F2代。
5. 观察F2代:观察F2代果蝇的性状,记录红眼、白眼、长翅、残翅等性状的表现。
6. 数据分析:根据观察结果,分析遗传学定律。
六、实验结果与分析1. F1代观察结果:F1代果蝇全部表现为红眼和长翅,说明红眼和长翅为显性性状。
2. F2代观察结果:F2代果蝇中,红眼:白眼=3:1,长翅:残翅=3:1,符合孟德尔的分离定律。
果蝇作为实验模型在遗传学中的应用果蝇,学名为酵母果蝇(Drosophila melanogaster),是一种常见的小型昆虫。
依靠它的小巧和方便的繁殖,果蝇成为了生物科学界中一个广泛使用的实验模型。
在100年前,著名的遗传学家托马斯·亨特・摩尔根经过多年的研究,为果蝇遗传学的发展创造了先决条件,开启了这个模型生物体系的应用。
自此以后,果蝇就一直被用来研究基因结构、功能,甚至发展过程,这使得果蝇成为了遗传学领域最为重要的模型生物之一。
果蝇的研究受益于其短寿命和繁殖能力。
果蝇的一生只有大约10天,所以研究普通实验模型(如鼠类)的代际所需的时间,有时候仅需要几周。
同时果蝇的复杂遗传系统也成为了研究的强大工具。
通过育种法,冯门罗和摩尔根等遗传学家将果蝇的不同形态与后代遗传指标建立了联系,并确认了每个表型(主要是布纹和翅形)与一组基因相关联。
他们使用交叉,自然选择和基因动物学三大遗传手段极大地促进了果蝇遗传学研究的发展。
今天,果蝇仍然是重要的遗传学研究对象,为了方便大家对其应用领域有更加系统的了解。
本文将从多个方面阐述果蝇作为实验模型在遗传学中的应用。
果蝇的基因遗传:开创果蝇遗传学的先驱摩尔根意识到,在果蝇中对某些性状进行选择,这些性状之间的遗传连锁具有与染色体自然出现位置相似的因果关系。
这项工作领导了遗传学和生物学的一个新时代,使人们得以追求有关遗传的基本问题和生物化学问题的回答,例如:基因是否位于染色体上?如果存在,是否有分布?遗传物质的性质如何?摩尔根传媒一个动物物种中精致的遗传系统并营造出“摩尔根的不变数量理论”,这是基因遗传和染色体遗传的基础,不久后成为了现代生物学和医学上根本性的贡献。
例如,对手性和发育的控制,就利用了果蝇的基因定位和基因鉴别的能力。
它们是遗传学家利用果蝇的研究领域,将这个昆虫研究成各种形式的神经系统解建立了起来。
如果问题发生在其他模型生物,对神经系统构建的分子量级可能无从谈起。
果蝇是遗传学研究的经典实验材料果蝇(Drosophila melanogaster)是遗传学研究中的经典实验材料,其小巧的身体和繁殖周期短,使其成为遗传学家们的首选模式生物。
果蝇的遗传特性易于观察和分析,为遗传学研究提供了极大的便利。
在本文中,我们将探讨果蝇作为遗传学研究的经典实验材料的重要意义和特点。
首先,果蝇的遗传特性非常丰富,包括显性和隐性基因、连锁基因、多基因遗传等。
通过对果蝇的遗传特性进行研究,科学家们可以更好地理解遗传规律和遗传变异的机制。
例如,通过对果蝇的染色体遗传图谱的构建和分析,可以揭示基因的相对位置和遗传距离,为遗传图谱的绘制和遗传连锁的分析提供了重要的依据。
其次,果蝇的生命周期短,繁殖速度快,这使得研究者可以在短时间内获得大量的后代,从而进行大规模的遗传实验。
这种特点为遗传学研究提供了极大的便利,可以更快地获取实验数据,加快遗传学研究的进程。
此外,果蝇的遗传特性易于观察和分析。
果蝇的外部形态特征丰富多样,如翅膀的形状、颜色的变异等,这些遗传特征可以直观地观察和记录。
而且,果蝇的遗传实验操作简单,繁殖容易,不需要复杂的实验条件和设备,使得遗传学研究者可以更加专注于遗传特性的观察和分析。
总之,果蝇作为遗传学研究的经典实验材料,其丰富的遗传特性、短暂的生命周期和易于观察的特点,使其成为遗传学研究的理想模式生物。
通过对果蝇的遗传特性进行研究,可以更好地理解遗传规律和遗传变异的机制,为人类的遗传学研究提供重要的参考和借鉴。
果蝇的遗传学研究不仅对科学研究具有重要意义,也为人类的遗传疾病研究和基因治疗提供了重要的理论和实验基础。
因此,果蝇作为遗传学研究的经典实验材料,将继续在遗传学领域发挥重要作用,为人类的遗传学研究和应用提供重要的支持和帮助。
果蝇遗传学研究及其在生物学上的应用果蝇(Drosophila melanogaster)是一种常见的果蝇,在生物学中被广泛用作模型生物进行遗传学研究。
果蝇的生长快、育种容易,而且有非常多的基因和生理特征,因此极受科学家们的关注。
果蝇遗传学是一门研究果蝇遗传现象的科学,其研究成果不仅对生物学常识的积累有非常大的作用,同时也在医学和生物工程相关领域有广泛的应用。
遗传学是生物学的重要分支,研究的是生物遗传信息的传递和变异机制。
果蝇是其中的经典模型生物,因为果蝇的遗传特征容易研究,同时其离子化亲和层析技术也较为先进,能够进一步助推果蝇遗传学的研究。
在果蝇遗传学的研究中,人们通过研究果蝇基因的变异和表达、遗传物质的传递、果蝇身体部位的发展和代谢过程等方面去建立果蝇遗传学知识体系。
在这个过程中,人们发现了很多有趣的现象,例如基因的杂交、基因突变的研究等,这些成果不仅揭示了生物世界中的一些重要规律,也为遗传学的研究提供了重要的理论基础。
果蝇遗传学在生物学研究中有很多应用。
例如,研究过程中发现:果蝇中有些基因发挥着控制某种特定特征的作用,这些基因的作用导致了果蝇体色的变异、眼睛的大小变化、翅膀的形态变化等现象。
通过进一步的研究,人们发现这些基因也非常重要且普遍存在于其他生物中,有助于了解人类和其他生物发育和疾病发展等方面的遗传规律。
果蝇遗传学还可以应用于探究中枢神经系统及其功能,这是因为果蝇的中枢神经系统结构简单,使得能轻松地对其进行神经生物学研究。
除了生物学领域,果蝇遗传学也可以应用于医学领域。
例如,在研究癌症和其他疾病时,人们可以使用果蝇遗传学方法来探究基因的表达或变异与病理生理学之间的关系,从而帮助他们更好地理解疾病的分子机制,并研发出更有效的治疗方案。
除此之外,果蝇遗传学还有潜在的应用领域,例如生物工程、环境和食品安全等。
例如,人们可以使用果蝇遗传学研究非自然突变产生的果蝇基因,以研究这些基因是否有潜在的环境毒性。
果蝇在遗传中的应用及最新进展摘要:随着遗传学的发展,果蝇也经历了由发现、利用,到重视,再到发展前景的演变过程。
在这一演变过程中,果蝇与遗传学相互融合、共同发展、共同进步,果蝇在不断被利用、遗传学的研究也不断更新。
果蝇对于遗传学的发展来说付出了不可磨灭的贡献。
关键词:果蝇;遗传学;研究果蝇是果蝇科果蝇属昆虫。
约1,000种。
广泛用作遗传和生物演化的研究材料。
关于果蝇的遗传资料收集得比任何动物都多。
用果蝇的染色体,尤其是成熟幼虫唾腺中最大的染色体,研究遗传特性和基因作用的基础。
对果蝇在自然界的生物学了解得还不够。
有些种生活以腐烂水果上。
有些种则在真菌或肉质的花中生活。
黑腹果蝇在1830年首次被描述。
而它第一次被用作试验研究对象则要到1901年,试验者是动物学家和遗传学家威廉·恩斯特·卡斯特。
他通过对果蝇的种系研究,设法了解多代近亲繁殖的结果和取自其中某一代进行杂交所出现的现象。
1910年,汤玛斯·亨特·摩尔根开始在实验室内培育果蝇并对它进行系统的研究。
之后,很多遗传学家就开始用果蝇作研究,并且取得了很多遗传学方面的知识,包括这种蝇类基因组里的基因在染色体上的分布。
随着遗传学的发展,果蝇也经历了由发现、利用,到重视,再到发展前景的演变过程。
在这一演变过程中,果蝇与遗传学相互融合、共同发展、共同进步,果蝇在不断被利用、遗传学的研究也不断更新。
果蝇对于遗传学的发展来说付出了不可磨灭的贡献。
一、果蝇的基本信息1、外观特征:体型较小,身长3~4mm。
近似种鉴定困难,主要特征是具有硕大的红色复眼。
雌性体长2.5毫米, 雄性较之还要小。
雄性有深色后肢,可以此来与雌性作区别。
2、分布范围:果蝇类昆虫与人类一样分布于全世界,并且在人类的居室内过冬。
由于体型小,很容易穿过砂窗,因此居家环境内也很常见。
3、生活环境:有些种生活以腐烂水果上。
有些种则在真菌或肉质的花中生活。
在垃圾筒边或久置的水果上,只要发现许多红眼的小蝇,即是果蝇;果蝇类幼虫习惯孳生于垃圾堆或腐果上。
二、果蝇作为遗传学研究的原因作为实验动物,果蝇有很多优点。
首先是饲养容易,用一只牛奶瓶,放一些捣烂的香蕉,就可以饲养数百甚至上千只果蝇。
第二是繁殖快,在25℃左右温度下十几天就繁殖一代,一只雌果蝇一代能繁殖数百只。
果蝇只有四对染色体,数量少而且形状有明显差别;果蝇性状变异很多,比如眼睛的颜色、翅膀的形状等性状都有多种变异,这些特点对遗传学研究也有很大好处三、果蝇与摩尔根1、发现伴性遗传摩尔根的实验室起初是用果蝇研究后天获得性状能否遗传的问题。
他把果蝇在黑暗环境中连续培养很多代,按照拉马克的用进废退、后天获得性状可以遗传的理论,其视力应该逐渐退化。
但是结果不是这样,摩尔根认为这个实验白费功夫了。
摩尔根用果蝇做出了重要的遗传学发现,是从一只白眼果蝇开始的,他由这只白眼果蝇发现了伴性遗传。
野生的果蝇眼睛都是红色,但是在1910年时摩尔根发现了一只白眼雄果蝇。
按照基因学说,这是发生了基因突变。
用这只白眼雄蝇与普通的红眼雌蝇交配,子一代的果蝇都是红眼。
按孟德尔学说解释,红眼是显性性状,白眼是隐性性状。
子一代的果蝇交配产生出了子二代,结果雌果蝇全是红眼,雄果蝇一半是红眼、一半是白眼。
如果不论雌雄,红眼果蝇与白眼果蝇的比例是3:1,符合孟德尔定律。
可是为什么白眼都出现在雄果蝇身上呢?摩尔根也做了回交试验,让子一代的红眼雌蝇与最初发现的那只白眼雄蝇交配,结果生出的果蝇无论雌雄都是红眼白眼各占一半,这也符合孟德尔定律。
摩尔根根据这些实验结果进行了深入思考,他提出了一种假设:决定果蝇眼睛颜色的基因存在于性染色体中的X染色体上雄果蝇的一对性染色体由X染色体和Y染色体组成,Y染色体很小,其上基因很少,所以只要其x染色体上有白眼基因,白眼性状就表现出来。
雌果蝇的性染色体是一对x染色体,因为白眼是隐性性状,只有其一对X染色体上都有白眼基因才会表现为白眼性状。
根据这种假设,就可以圆满解释上述实验结果。
白眼基因存在于性染色体上,它的遗传规律与性别有关,这就叫:“伴性遗传”。
人色盲的遗传、血友病的遗传,也是伴性遗传。
色盲患者多是男性,女性很少,男性色盲患者的子女一般不色盲,可是其外孙中又出现色盲。
对这种现象人们过去一直迷惑不解,伴性遗传概念的提出使人明白了其中的奥妙。
2、发现连锁与交换定律各种生物染色体的数量是不多的,例如果蝇是4对染色体,豌豆是7对,玉米是10对,人也只有23对。
但是,每种生物基因的数量要比其染色体数量多得多。
既然基因是存在于染色体上,那么每条染色体上肯定不只有一个基因,而是有许多个。
好多人都从理论上做出了这种推测,但是拿不出实验证据,他们根本无法确定某种生物的哪个基因是存在于它的哪一条染色体上。
自然科学讲究实证,没有证据时理论是不能得到承认的,至多算是一种合理的假设。
第一个拿出这种证据的是摩尔根,证据来自对果蝇的研究。
在证明白眼突变基因是存在于果蝇的x染色体上之后,摩尔根又发现了残翅突变、朱色眼突变、黄身突变等也是伴性遗传,表明它们的基因也是存在于x染色体上。
孟德尔定律说,在形成配子时成对的基因互相分离,自由组合。
根据细胞学研究结果,形成配子时是成对的染色体互相分离,自由组合,所以,只有不在同;条染色体上的基因才可以自由组合,而位于同一染色体上的基因则会连在一起遗传,这就是基因连锁。
这种认识也是先从理论上推测出来,然后实验证实。
通过适当地选择交配对象,摩尔根得到了同时具有两种伴性遗传突变的果蝇,如白眼黄身果蝇。
他让这种果蝇与普通的野生果蝇或具有不同伴性遗传突变的果蝇交配,果然发现了基因连锁。
例如白眼黄身果蝇与野生的红眼灰身果蝇交配,后代中白眼黄身者或红眼灰身者占99%,而没有表现为连锁遗传的即白身灰身者或红眼黄身者,只占1%。
然而连锁并不是百分之百,而且不同基因之间的连锁程度有高有低。
摩尔根因此提出,不同染色体之间在形成配子时会发生基因交换,这是由于染色体之间可能发生物质交换而引起的。
摩尔根又进一步想到,同一条染色体上的两个基因,相距越远则发生交换的可能性越大,因此,根据交换率的高低可以判断出基因之间的相对位置。
综合大量实验结果、摩尔根绘出了果蝇4对染色体的基因图:把每条染色体上的所有基因排成一条直线,交换率越小的摆的位置愈近。
在根本无法直接看到基因的情况下,摩尔根竟然绘出了这样的基因图,人们不得不佩服他的实验工作和逻辑推理都非常严密。
3、果蝇让位于微生物摩尔根用果蝇做的遗传学研究,证据确凿地表明基因存在于染色体上,发现了伴性遗传和连锁与交换规律,而且他们对果蝇遗传所做的精细分析还导致这样估计:基因的大小可能类似于最大的有机分子。
但是,基因是什么?基因是通过什么方式控制性状呢?直到20世纪30年代仍然一无所知。
孟德尔-摩尔根学派遗传学实质上是形式遗传学。
虽然基因有物质基础,但是摩尔根用果蝇做的遗传学研究并非是从对基因物质本身的认识出发的,各种结论都是依据实验结果分析推理出来的。
摩尔根想把他的遗传学研究推进到一个新层次,想研究基因是怎样发挥控制性状功能的。
20世纪初时曾有一位英国医生发现黑尿病是遗传性疾病,而且发现黑尿病的病因是患者体内缺少尿黑酸氧化酶,因而不能使尿黑酸分解。
他因此提出,基因能控制酶的形成,进而影响代谢过程。
摩尔根的实验室早在30年代用果蝇继续做这方面的研究。
他们的实验结果表明,决定果蝇眼睛颜色的物质有一个转化过程,而且他们可以分析出来,哪一种眼色突变是缺少哪一步反应所需要的酶。
可是他们无法把有关的各种物质检验和分离出来,实验无法深入。
在生物科学发展迅速的今天,虽然对于生物的研究领域及研究生物逐步多元化,但果蝇作为经典模式生物,在生物学领域的研究和发展有着极其重要的地位。
果蝇作为一种模式生物,依旧具有很大的研究潜力。
四、果蝇在现阶段遗传学中的应用1、果蝇S2细胞中高表达荧光素酶重组质粒的构建及活性测定构建果蝇S2细胞中高表达荧光素酶的重组质粒。
在此实验中用PCR方法扩增得到pac 启动子的基因片段,经酶切亚克隆至pGL3Basic的真核表达载体中,转染果蝇S2细胞,通过测定荧光素酶和β半乳糖苷酶的活性计算荧光素酶的相对活性。
构建的重组质粒在S2细胞中荧光素酶的相对活性较pGL3Control中增加了2.7万倍。
所以能够成功构建果蝇S2细胞中高表达荧光素酶的重组质粒pGL3pac。
2、果蝇的性别决定果蝇的性别分化需要很多调控环节。
果蝇早期胚胎中性指数(sex index)(X:A)决定了性别的分化。
与性指数相关的性别决定途径是由Thomas Cline Baker (1984,1993)及其同事们建立的。
在这些途径中有主调节基因和系列性别特异基因,它们涉及到RNA的不同剪接,产生不同的雌性和雄性的转录因子。
在此调节途经的第一步是由性指数(X染色体的条数和常染色体组数之比) X:A的比例决定的。
性指数使转录因子具有特殊的浓度。
而这种特殊的浓度充当了主调节基因的开关。
当开关打开时RNA能正常剪切而产生下一步调节的活性转录因子,从而激活雌性特异基因,使胚胎发育为雌体;若开关是关闭的,那么因剪接的方式不同选择性地产生了另一种转录因子,它能激活性特异基因,使胚胎发育为雄体。
性别转换基因tra(transformer)发生突变使得X:A比率为雌性(X:A=1)的果体发育成雄性表型,但核型并不改变。
双重性别基因dsx(doublesex,)突变使个体变成为间性,而不受性染色体的控制。
还有一种突变会导致一种性别致死,这就是性别致死Sxl(Sex-lethal)基因,其突变有的等位基因是隐性的,可特异导致雌性致死;而另一些等位基因是是显性的,可导致雄性致死。
无女儿da(daughterless,)基因是母体基因,对性别决定具有母体效应,da纯合时母体不产生“女儿”,而“儿子”发育却正常,这是由于其产物对Sx1的早期表达起着正调控作用。
在卵产生时da若无活性,那么在受精后无论X染色体数量如何,都不能激活Sx1,结果所有的子代都向雄性方向发育,但XX个体因X-连锁基因的剂量比XY多了一倍,因剂量不适而死亡。
特大刚毛基因emc(extramacrochaetae)也是母体效应基因,其作用与da相反,是Sx1的负调因子,emc的突变将抑制雄性方向的发育。
合子中染色体上的da和emc两个基因并不影响合子本身的性别发育。
五、果蝇的研究前景新时期的金融监管呈现以下趋势:1.监管理念方面,发生重心转移。
注重加强监管者与被监管者之间的合作,变“猫鼠对立关系”为“脑与四肢的协同关系”。
2.监管机制方面,走向多元化。
由偏重于国家监管机制向监管机制多元化转变——国家专门监管机制、银行内控机制及自律机制的齐头并举。