果蝇杂交基础知识
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果蝇杂交-伴性遗传引言位于性染色体上的基因的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,这种遗传方式称为伴性遗传。
伴性基因主要位于X染色体上,Y染色体上没有相应的等位基因。
决定果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上,是一对等位基因。
红眼是野生型,白眼是突变型。
果蝇红眼和白眼的杂交如下:反交:突变型(雌)X野生型(雄)P:wX+XX w X YF1:wX+X YX wX(红眼)(白眼)F2:wX+YX wX w YXX+wX雌:1/2野生型,1/2突变型;雄:1/2野生型,1/2突变型。
材料方法1主要材料试剂实验材料:野生型果蝇、突变型果蝇主要试剂:乙醚、果蝇培养基2 实验流程和操作要点1.选处女蝇:将母本旧瓶中的果蝇全部麻醉处死,在8-12h内收集处女蝇(野生型红蝇)5只,将处女蝇和5只雄蝇转移到新的杂交瓶中,贴好标签,于25℃培养;2.亲本果蝇培养11-12天,将亲本麻醉致死。
3.F1成蝇出现后观察记录F1表型;4.选取5对F1代果蝇,转入一新培养瓶,于25℃培养,其余F1代果蝇处死。
5.F1代果蝇杂交培养11-12天后麻醉并处死F1亲本。
6.F2成蝇出现后,开始观察记录F2代表型及数量,连续统计至200-300只。
X检验。
7.进行2结果与讨论1.结果表:F2代果蝇数量及表型统计表型红眼雌蝇红眼雄蝇白眼雌蝇白眼雄蝇合计实得数(a) 60 68 79 80 287 按1:1:1:1预期数(b)71.15 71.15 71.15 71.15 287b2 )ba(1.75 0.14 0.87 1.1 3.862X=3.86 n=3 0.25<p<0.52 讨论1.在选择处女蝇时,一定要将亲本杀干净,且要保证所用亲本雌蝇一定是处女蝇。
2.在将果蝇转入新的培养瓶时,将培养瓶横放,防止果蝇掉入瓶底培养基而死亡。
3.F1杂交时不需要选择处女蝇。
4.不用的果蝇要及时麻醉杀死处理。
果蝇双因子杂交、伴性遗传杂交和三点测交实验目的学习果蝇杂交方法、遗传学数据统计处理方法;实验验证自由组合规律、伴性遗传规律;通过三点测交学习遗传作图。
实验原理孟德尔定律是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:分离定律图示图二:自由组合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)独立组合位于不同染色体上的2个等位基因是独立传给子代的。
因此可在验证自由组合定律的同时,选取其中一组性状来验证分离定律。
用于杂交的2对等位基因必须位于不同染色体上,即不能连锁。
所以实验选取14号果蝇(残翅vg,檀黑体e;vg基因和e基因分别位于第2、3号染色体上)与18号野生型果蝇杂交,得到F1代杂合体,再由F1代个体自交得到F2代,预计应有野生型、残翅、檀黑体、残翅檀黑体四种表型,其比例应接近9:3:3:1。
果蝇杂交实验报告(眼色分析)一、实验原理及方法生物某些性状的遗传常与性别联系在一起,这种现象称为伴性遗传(sex-linked inheritance),这是由于支配某些性状的基因位于性染色体上。
果蝇属XY型生物,共有四对染色体,第一对为性染色体,其余三对为常染色体。
雌果蝇的性染色体构型为XX,、雄果蝇为XY。
控制果蝇眼色的基因位于X染色体上,在Y染色体则没有与之相应的等位基因。
将红眼(+)果蝇和白眼(w)果蝇杂交,其后代眼色的表现与性别有关。
而且,正反交的结果不同。
(仅供参考)二、实验材料(品系及性状)亲本正交6#(雌、白眼)X18#(雄、红眼)亲本反交18#(雌、红眼)X 6#(雄、白眼)(可写成基因型)三、实验用品(实验指导书上有)四、杂交实验流程1、培养基的配制,并在培养瓶上写清杂交组合、杂交日期、实验者班级。
室温下培养,至于阴暗温热环境中。
2、两个亲本杂交1、2号培养瓶中分别挑选亲本正交、反交的处女蝇。
3、在接入杂交亲本1、亲本2第七或八天(从开始杂交算第一天)清除所有亲本成蝇。
4、观察正反交组合中不同性别子代1成蝇的眼色,至少观察20只,记录观察结果,并注意是否有例外的情形。
5、从正交组合的子代1中挑选出5对果蝇,放入F 1自交1号培养瓶中,贴上标签,室温下培养(反交组合也一样处理)。
6、在接入子代1培养的第七或八天(从子代1接入新培养瓶算第一天)清除所有子代1成蝇。
7、当子代2数量足够时,观察不同性别的果蝇的眼色,分别统计并做好记录。
五、实验结果及分析图谱分析正交 反交P : X w X w (雌白眼)× X +Y (雄红眼) X +X +(雌红眼)× X w Y (雄白眼)F1: X +X w(雌红眼)× X w Y (雄白眼)X +X w (雌红眼)× X +Y (雄红眼)理论: 1 : 1 1 : 1实际: 25 : 16 20 : 19F2: X +X w X w X w X +Y X w Y X +X + X +X w X +Y X w Y雌红眼 雌白眼 雄红眼 雄白眼 雌红眼 雄红眼 雄白眼理论 1 : 1 : 1 : 1 2 : 1 : 1 实际 13 : 9 : 12 : 10 21 : 11 : 52显隐性判断:正交的结果不论雌雄均为红色,反交的结果是雌性为红眼,雄性为白眼。
引言:果蝇杂交实验是遗传学中一项重要的实验方法,通过对果蝇的交配与基因传递进行观察和研究,可以进一步了解和探索基因的遗传规律以及基因变异的机制。
本实验报告旨在阐述果蝇杂交实验的相关概念、实验设计、实验结果及其分析,并提出一些对进一步研究的思考。
概述:果蝇(Drosophilamelanogaster)是一种广泛应用于生物学研究的模式生物。
其繁殖力强、短寿命和基因多样性使其成为遗传学研究的理想模型。
果蝇杂交实验通过对不同基因型的果蝇进行交配,观察后代的表型和基因组成,以了解遗传传递的规律和基因的分离与联合。
正文内容:一、实验设计1.选择适合的果蝇品系2.选择合适的交配模式3.标记果蝇的基因型4.记录并统计实验数据5.设计对照组进行比较分析二、果蝇杂交基础1.果蝇基因的遗传定律2.显性性状和隐性性状3.基因型和表型的关系4.分离比和连锁比的计算方法5.遗传图谱的构建和分析三、果蝇杂交实验的常见模式1.单因素杂交2.双因素杂交3.多因素杂交4.杂交断裂分析5.回交和自交的应用四、果蝇杂交实验的结果与分析1.收集交配后果蝇的数据2.观察和分析后代的表型3.使用分离比和连锁比计算基因频率和遗传距离4.判断基因型的遗传方式(隐性、显性、共显性等)5.通过遗传分析进行基因组定位和识别五、果蝇杂交实验的意义和展望1.果蝇杂交实验在遗传学研究中的重要性2.果蝇杂交实验在基因突变和功能研究中的应用3.果蝇杂交实验在医学和农业领域的潜在应用4.结合其他研究方法和技术的进一步探索5.果蝇杂交实验在深入理解遗传学规律方面的未来挑战总结:通过对果蝇杂交实验的设计、实施和分析,我们可以深入了解基因的遗传规律和遗传变异的机制。
果蝇杂交实验是遗传学研究中不可或缺的工具,对于揭示生物多样性和遗传变异的原因具有重要意义。
通过进一步研究和探索,我们可以更好地利用果蝇模型生物在遗传学、医学和农业领域的潜在应用,为人类的健康和生物多样性的保护做出更大贡献。
果蝇杂交知识点总结果蝇是一种十分常见的昆虫,通常被用于生物学研究中。
果蝇杂交是指通过控制果蝇的繁殖,使不同基因的果蝇产生后代,以便研究不同基因之间的关系。
果蝇杂交研究是生物学中的一个重要领域,有助于我们更深入地了解遗传学和进化论。
在这篇文章中,我们将对果蝇杂交的知识点进行总结,包括果蝇的遗传特性、杂交实验的原理和步骤,以及果蝇杂交在科学研究中的应用等方面。
果蝇的遗传特性果蝇是一种双翅目昆虫,体型较小,生命周期短,繁殖力强。
由于其繁殖周期短,易于饲养和实验,因此被广泛应用于遗传学和生物学研究。
果蝇遗传特性的主要特点包括:1. 显性遗传和隐性遗传:果蝇的遗传特性服从孟德尔的遗传定律,即显性性状和隐性性状的比例为3:1。
显性性状指的是在杂合子中表现出来的性状,而隐性性状指的是只有在纯合子中才会表现出来的性状。
2. 遗传连锁:果蝇的染色体是线状的,雄性只有一对染色体,雌性有一对杂合性染色体。
在果蝇体内,存在遗传连锁的现象,即某些基因位点的遗传连锁程度很高,不易分离。
3. 多态性:果蝇具有遗传变异性大的特点,即不同个体之间存在较大的遗传差异,这种多态性使得果蝇在遗传学研究中具有很高的应用价值。
果蝇杂交的原理和步骤果蝇杂交是通过人工控制果蝇的繁殖,使得不同基因的果蝇产生后代,以便研究不同基因之间的关系。
果蝇杂交的原理和步骤如下:1. 选择杂交种:首先需要选择参与杂交的果蝇种类,通常选择有明显表型差异的品种作为杂交种,以便于观察和研究。
2. 交配和分析:将所选的果蝇种类进行人工控制繁殖,使得不同基因的果蝇产生杂交后代。
然后对产生的后代进行表型和基因型分析,探究不同基因之间的遗传规律和相互关系。
3. 纯合子筛选:通过连续杂交和纯合子筛选,将所需要的基因型纯合子果蝇筛选出来,用于后续的实验研究。
通过以上步骤,可以实现对果蝇遗传特性的深入研究,以便研究其基因的表达规律、遗传连锁现象以及多态性等遗传特性。
果蝇杂交在科学研究中的应用果蝇杂交在生物学研究中具有重要的应用价值,主要体现在以下几个方面:1. 遗传学研究:通过果蝇杂交,可以研究各种遗传性状的遗传规律,探究显性性状和隐性性状的遗传比例、遗传连锁现象以及多态性等遗传特性,有助于深入了解遗传学规律。
第一章 果蝇杂交基础知识在过去的一个世纪里,果蝇遗传学已发展到了相当高的水平。
研究时间较长,信息得到积累固然是其快速发展的原因,但更重要的是果蝇自身独有的生物学特性,以及以次为基础建立的一系列独特的遗传学研究“工具”。
最直接的,比如果蝇的交配设计就更加可靠、更加明确,因为可以有效控制减数分裂过程中的随机化和重组效应(shuffling effect ),因此定位果蝇基因在染色体上的物理位置也就相对比较容易。
接下来将介绍果蝇遗传学和果蝇饲养中的基础知识,同时也包括果蝇的基本命名法(Rosetta stone )。
果蝇的染色体果蝇有四对染色体,通常用直线和圆圈分别表示染色体臂和着丝粒:雌性雄性“L ”指染色体左臂,“R ”则代表右臂。
X 和四号染色体有相对较长的左臂和很小的右臂(标准画法不画右臂)。
果蝇X ,2L ,2R ,3L 和3R 染色体的大小基本相当,而四号染色体大约仅有上述染色体的五分之一大小。
果蝇的性别决定于其X 染色体与常染色体组的比例。
在雄蝇中,一条X 染色体对应两套常染色体,性染色体与常染色体组的比例为0.5;而在雌蝇中这一比例为1.0。
Y 染色体上只含有少量基因,除了精子的正常运动必须有Y 染色体的参与外,雄性个体的大部分发育过程不需要Y 染色体的参与。
果蝇的一个重要的遗传学特性是雄性不发生重组。
通常情况下,异型配子的个体(即具有两个不同性染色体的个体,通常为雄性)重组率比较低。
在黑腹果蝇(Drosophila melanogaster )中,雄性个体的有效重组率为零。
雌性个体则恰恰相反,其重组非常活跃。
可以利用果蝇研究中最独特的工具:平衡染色体,来人为控制重组的发生。
由于射线诱导等引发染色体发生多点裂断和重接,结果形成序列顺序混杂的染色体——平衡染色体,在减数分裂初期,平衡染色体不能和原来的具有正常顺序的同源染色体发生配对和重组。
平衡染色体的存在可以很容易地通过显性标记的突变来识别,当然平衡染色体中也包含隐性标记。
利用这些标记,可以清楚地追踪平衡染色体的遗传传递过程。
由于平衡染色体可以有效地阻断与同源染色体的重组,我们也可以对其同源染色体的传递过程进行追踪,即使同源染色体没有显性标记,也能追踪到它的遗传传递轨迹,因为减数分裂中必然发生同源染色体分离,如果后代没有得到平衡染色体,它肯定得到了相应的同源染色体。
平衡染色体是果蝇交配设计中最重要的一个规律。
染色体倒置是染色体重排中的一种很普遍的过程。
平衡染色体(我们在本章的后半部分将会详细介绍)就是染色体倒置的一种特例。
其他的染色体重排过程还有:染色体置换、复合染色体、染色体缺失和复制。
这些都会在本书中加以讨论。
主要的染色体重排类型及图示如下:1.倒置,同一条染色体上发生两次断裂和修复,形成一个倒置片断。
(断裂点用括号表示):2.置换,断裂发生在两条不同的染色体上,两个片断发生了交叉互换:(图中应有箭头)3.复合染色体,两个左臂或是两个右臂被连接在同一着丝粒上(例如出现双X,双2L,双4号染色体)。
4.缺失(也称作删除),两次断裂事件都发生在同一条染色体上,修复过程却把被切除的序列排除在染色体之外:5.复制,被切除的片断插入到另一条染色体中:果蝇另一个重要特性是具有多线性唾液腺染色体。
它们拥有独特的高分辨率的染色体带型。
最初,人们利用这一点将基因定位与染色体的物理特性联系起来,以此确定染色体重排的断点。
在分子研究中,人们可以利用这一特性,更容易地定位出已克隆DNA序列的物理位置。
每个主要的染色体臂都被分成二十个区,1-20对应X染色体,21-40对应2L,41-60对应2R,61-80对应3L,81-100则对应于3R。
4号染色体仅被分成101-104这4个区。
每个数字区,又被分成若干字母区,用A,B,C,D,E代表。
每个字母区又被分成若干数字带。
(数字区中字母区的数量和字母区中数字带的数量在染色体上并不是固定不变的,它由所在位置的染色体射线物象照片(topography)决定)。
X,2号,3号和4号染色体的着丝粒区域分别定为20,40-41,80-81和104区。
各染色体对应的端粒区分别为:1(X),21(2L),60(2R),61(3L),100(3R),和101(4)。
图标记识别识别标记突变型是解读基因型的关键。
这些突变有时被用来标记你想追踪的染色体,但更多情况下,他们是用来标记丢掉的染色体。
不管怎样,大量的各种各样的突变组合,如影响眼睛颜色、形状,翅脉形状,翅脉形态,刚毛颜色、形状,以及表皮色素沉着的突变——以主要的突变类型来命名(to name the major categories)——都可以作为标记,标示出不同的染色体臂。
我们可以查询到突变表型的详细描述。
喜欢查阅印刷品的可以参考Lindsley 和Zimm 的书(1992),喜欢用计算机的可登陆FlyBase(FlyBase Consortium 2003,参见附录)。
你将会很容易熟悉对这些标记特点的识别。
其实我们重点要注意的是对标记表达的一致性以及标记之间的相互作用。
表达的一致性反映了突变基因型有多大机率会显现为突变表型(即外显率)。
即使出现了突变表型,这种表型又会在多大的范围内表达(即表现力)。
在Lindsley和Zimm的书中把突变表达的一致性划分成等级,最高的等级(RK1)表示一致性最高。
当对给定的标记进行正向选择时,一定程度的表达不一致是可以接受的,因为可能出现的最糟糕的情况也就是一小部分果蝇会在选择时被遗漏。
更为危险的是,某种特定的突变标记会被选择所淘汰(例如,只有不含有标记的果蝇才能存活)。
在这些例子中,关键是能够依靠标记的表达一致性,或是至少认识到哪些因素会影响到标记的表达密度。
在你熟悉这些标记前,RK比率可以帮助你判断哪些标记是有问题的。
(Much more dangerous, however, is selecting against a particular maker (i.e., saving flies based on the absence of the marker). In these cases, it is crucial to be able to rely on the marker’s consistency. The RK rating helps you to discern the ones that are problematic until you get a feel for it.)一旦你发现你所用的两个标记共同作用于同一性状的时候,了解两个标记间的相互作用就会变得非常重要。
例如,你在应用两个都会影响刚毛形状的不同的突变标记,至关重要的一点是你要知道两个突变同时存在的时候,刚毛是什么样子,能否与两个突变单独存在时的表型区别开。
在Lindsley和Zimm的书或FlyBase中都很少会发现这方面的信息(某些眼色突变例外)。
人们通常是依靠自己的经验进行判断。
命名法果蝇的命名法是纸老虎。
出自非正式毛泽东语录(uncollected sayings)果蝇遗传学符号的写法可被简化为几条简单的规则。
见以下例子中的描述(也可参见FlyBase Consortium 2003)。
TM21.f ; cn bw;tra这个例子中示范了以下几项要点:● 只有染色体存在突变或是其他变化的基因型才标注出来。
染色体总是按X/Y; 2; 3; 4的顺序排列。
在本例中,f; cn bw; TM2/tra分别表示X,2号和3号染色体。
如果相关突变只发生在X和3号染色体上,则跳过2号染色体,写成f; TM2/tra。
● 果蝇的基因型(如,f)作为突变或基因的名称总是用斜体字母表示。
这是本书所遵循的传统习惯。
● 突变的名称被缩写为三个或少于三个字母(尽管由于近些年有大量的突变被命名,而在事实上已放弃了这一简化命名原则。
如,突变norpA和disco)。
f代表forked,是影响刚毛形态的突变;cn是朱红眼(cinnabar)的缩写,bw褐色眼(brown)的缩写,二者都是影响果蝇眼色的突变,两个突变同时存在时,将产生白眼;TM2代表平衡染色体“third multiple 2”;tra代表transformer,一个参与性别决定过程的基因。
● 小写的缩写字母表示隐性表型,大写则表示显性;基因座位的名字取自所编码的酶或蛋白(例如,Adh为乙醇脱氢酶的结构基因),或特定的染色体重排(如本例中的平衡染色体TM2)。
● 用分号来分隔不同染色体上的基因型符号。
如本例中它们分别是X; 2; 3号染色体的基因型符号。
● 逗号跟在染色体重排符号的后面,指该染色体上存在突变。
(例如,TM2的全称是TM2,Ubx 130,因为在TM2上面带有一个Ulrabithorax 突变位点,编号130(known as number 130))。
● 一条染色体的基因型写在一行上,表示这个品系在这个位点是纯合的。
杂合子则分别写在两行上(如TM2/tra ),每行对应一条同源染色体(注意,在出版物中杂合子基因型也被写成像TM2/tra 一样,在一条线上)。
● 没有标注位点都默认为野生型。
因此,f 表示X 染色体在该位点携带了forked 突变的等位基因,并且假设X 染色体上的其他位点都是野生型。
类似的,表示杂合子时,每条染色体上只表示出发生突变或者重排的基因座位。
2.D Dey ci Sco Cy O LR In Y y RM C ;,)2(;,)1(2● C(1)RM 表示这条染色体是复合染色体。
C(1)说明是第1条染色体(X 染色体)的复合染色体,RM 指倒转的等臂染色体,也就是说,着丝粒位于染色体中央(等臂染色体),从线性顺序上(and in the linear order of the chromosome ),一条臂相对于另一条翻转(即,两条臂以相同的末端连接);C(1)的一种常见的速记方法为“XX ,attached-X ”。
● 这个复合染色体上y 2基因(2代表时第二个被发现的基因座位)是纯合子。
y 2是影响黄体体色的突变基因;突变个体具有黄色的表皮和黑色的刚毛。
这区别于第一种被发现的黄体基因( Y )的表型——刚毛和体色一样都是黄的。
● 由于复合X 染色体在一个着丝粒上连接(contains )了两条同源X 染色体,这两条同源染色体彼此不发生分离。
通常在保持这样的群体时,不论雌性还是雄性个体都携带一条Y 染色体,这是为了保证群体中雄性个体都可育。
(Y 染色体的存在不会影响性别决定,也不会对含有两条X 染色体的雌性个体有任何影响,但它却是精子运动所必需的。
由于雄性的Y 染色体与X 染色体要分离,其中任何一个与复合的X 染色体组合形成的个体都将是雌性。