遗传学试验果蝇杂交试验设计书已校对

一、单因子试验 1、实验原理 分离定律（law of segregation）亦称孟德尔分离定律。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，而在形成配子时，就互相分开， 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（+/+） ，其翅长超出腹部末 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。用棋盘格表示杂 交实验的配子如表 1，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 小时内把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，以免麻 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，方法与正交相同。 注意各自做好记号，培养瓶贴上标签。 （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里进行适度麻醉， 观察 F1 翅 形的变化，并把结果记录进表 2。把 5~6 对适度麻醉的 F1 转入另一培养瓶，标明信息。正 反交各转一瓶。 （5）过 7 天，F1 成虫全部倒出处死，已有卵和成虫的培养基继续培养。 （6）过 7 天，F2 成虫出现，开始观察，可以连续观察 7 天左右，往后可能有 F3 成虫出现， 所以观察时间不要超过8 天。记录数据进表 3，观察过的成虫集中处死。 表表 3 3 正、反交正、反交 F2F2 果蝇翅形观察结果记录表果蝇翅形观察结果记录表 （7）处理数据，并进行卡方检验，来确认是否符合理论猜测比值。 3、实验预期结果 （1）F1 全部为长翅果蝇，而且正反交结果一样。 （2）F2 出现翅形的性状分离， 并且数量比大约符合长翅： 断翅为 3:1，且正反交结果类似。 通过卡方检验证明实际分离比与理论分离比一致。 二、两对基因自由组合实验 1、实验原理 由非同源染色体上的两对等位基因所决定的两对相对性状， 在杂种第二代是自由组合的。 根据孟德尔第二定律，一对基因的分离与另一对（或者另几对）基因的分离是独立的。 一对 基因所决定的性状在杂种第二代是3:1，两对不连锁的基因所决定的形状，在杂种第二代就 呈 9:3:3:1，黑檀体果蝇（e）的体色乌黑，e 的基因座位于 3 号染色体 70.7；与 e 相对应的 野生型性状是体色灰黄。残翅果蝇（vg）的双翅几乎没有，只能看到少量残迹，vg 的基因 座位于 2 号染色体67.0； 与 vg 相对应的野生型是长翅。 由于 e 和 vg 位于不同源的染色体上， 所以两对基因杂种在形成生殖细胞的时候，会产生4 种不同类型的配子，其理论比例为 1:1:1:1。如果子一代系内杂交，4 种♂配子和 4 种♀配子可形成 16 种组合的合子，其中 9 种组合为灰黄长翅，3 种为黑色长翅，3 种为灰黄残翅，1 种组合为黑色残翅。表表 1 1 2、实验步骤 选用 2#与 e 进行杂交试验 （1）分别挑选 e、vg 的处女蝇，要注意麻醉瓶、毛笔、白瓷板的消毒（烘箱60℃烘 4h 以 上） 。 （2）把 vg♀和 e♂放在一培养瓶中，e♀和 vg♂放在另一培养瓶中。操作类似单因子试验。 （3）7 天后将亲本倒干净处死。 （4）7 天后检查 F1 成虫的形状。若全为灰身长翅，则杂交成功，否则为假杂种。成功的组 合挑选 5~6 对 F1 成蝇转移到新的培养瓶中继续培养。 （5）7 天后倒出 F1 成虫处死。 （6）7 天后，观察 F2 成虫，可连续观察一周 （7）统计数据，处理数据，进行卡方检验。 3、预期实验结果 （1）F1 全为灰体长翅，且正反交结果一致。 （2）F2 出现性状分离，且灰体长翅：灰体残翅：黑体长翅：黑体残翅约为9:3:3:1。且正反 交结果类似。通过卡平方检验证明实际分离值与理论分离值一致。 三、三点测交与遗传作图 1、实验原理 位于不同染色体上的两对基因，它们决定的两对性状在F2 中是自由组合的。而位于一 条染色体上的基因则是连锁的。 同源染色体之间可以发生交换， 使子代出现一定数量的重组 型， 重组型出现的多少反映出基因间发生交换的频率的高低。 根据基因在染色体中直线排列 的原理，基因间距离越远，期间发生交换的可能性越大，即交换频率越高；反之则小，交换 律就低。因此交换值（crossing-over value）的大小可以用来表示基因间距离的长短。但交换 值无法直接测定， 只有通过基因之间的重组来估计所发生交换的频率。 所以通过计算重组值 的大小，可以反映基因之间距离的大小。 基因图距是通过重组值的测定而得到的。 如果基因座相距很近， 重组率与交换率的值相 等，可以根据重组率的大小作为有关基因间的相对距离， 把基因顺序地排列在染色体上， 绘 制出基因图。但在基因间相距较远的情况下， 可能发生不止一次交换， 这时如果简单把重组 率当做交换率，就会低估了交换率，图距也会随之变小。因此需要利用实验数据进行修正， 以便正确估计图距。根据这个道理，可以确定一系列基因在染色体上的相对位置。 本实验通过对同一染色体上 3 个非等位基因的交换行为来验证基因在染色体上呈直线 排列。 选用野生型果蝇 （+++/+++长翅、 直刚毛、 红眼） 与三隐性果蝇 （abc/abc 白眼、 短翅、 卷刚毛）杂交，制成三因子杂种（ +++/abc） ，再把雌性杂种与三隐性个体测交，在测交后代 中由于基因间的交换可得到8 种不同的表型，经过数据处理，绘制出遗传学图， 这样一次实 验便可测出 3 个连锁基因在染色体上的距离和顺序，就叫做三点测交或三点试验。 三隐性果蝇 （m sn3w）具有短翅 （m 翅长至腹部末端） 、卷刚毛 （sn3） 、白色复眼 （w） ， 这三个基因都在 X 染色体上。 把三隐性雌性果蝇与野生型雄蝇杂交