一；实验课题名称：果蝇有关性状的遗传学分析 二；文献综述：
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）
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图二：自由组合定律图示
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。
孟德尔遗传规律在实践中的一个重要应用就是在植物的杂交育种上。在杂交育种的实践中，可以有目的地将两个或多个品种的优良性状结合在一起，再经过自交，不断进行纯化和选择，从而得到一种符合理想要求的新品种。
伴性遗传（sex－linked inheritance）是指性染色体上的基因所控制的性状的遗传方式。又称性连锁（遗传）或性环连。此病分为X伴性遗传病和Y伴性遗传病两大类。常染色体上的基因遗传时，性状分离在雌雄两性中有同样的表现。性染色体上的一对等位基因伴随性染色体遗传，其性状遗传与性别相联系。对于此次实验，果蝇为XY型性别决定，但与一般XY型性别决定所不同的是，果蝇的性别由X染色体的数目决定，含有2条及以上X染色体的果蝇为雌性。伴性遗传是指生物某些性状的遗传常与性别联系在一起的现象，出现这种现象是由于支配某些性状的基因位于性染色体上。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。如图所示。
图三：伴性遗传示例
19010年，Morgan和Bridges用果蝇进行了大量的杂交实验，提出了连锁交换定律，被后人誉为遗传的第三定律。 基因的连锁和交换定律指是在进行减数分裂形成配子时,位于同一条染色体上的不同基因,常常连在一起进入配子;在减数分裂形成四分体时,位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换,因而产生了基因的重组.应当说明的是,基因的连锁和交换定律与基因的自由组合定律并不矛盾,它们是在不同情况下发生的遗传规律:位于非同源染色体上的两对(或多对)基因,是按照自由组合定律向后代传递的,而位于同源染色体上的两对(或多对)基因,则是按照连锁和交换定律向后代传递的. 但是雄性果蝇和雌性家蚕在分裂时一条染色体上的基因总是连在一起的。
基因定位是指确定的基因在染色体上的相对位置和排列顺序的过程。基因在染色体上的位置是相对恒定的，因此人们就有可能根据基因彼此之间的重组率来确定它们在染色体上的相对位置。染色体图又称连锁图或遗传图，是指依据测交的实验结果，测得某特定基因间的重组率。或采用其他方法确定连锁基因在染色体上的相对位置而绘制的一种简单线性示意图。图距是指两个连锁基因在染色体图上相对距离的数量单位。1%的重组率去掉百分率的数值定义为一个图距单位。图距的单位是厘摩（centimorgan,cM）。我们通常利用三点测交（three-point testcross）来进行基因定位。它是指将3个基因在同一次交配中，取其三杂合体与三隐性体进行测交的方法。进行三点测交实验一般是先将携带三个待测基因的两个亲本杂交，再用所得的F1与相应的三隐形纯合体进行测交，测交后代的表型实际上是F1配子的
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类型。通过统计发生基因重组的F1个体数，可推算出交换值，再以此确定三个基因的距离极其相对位置
基因的连锁和交换定律，在动植物育种工作和医学实践中都具有重要的应用价值。在育种工作中，人们根据育种目标选配杂交亲本时，必须考虑基因之间的连锁关系。如果几个有利性状的基因连锁在一起，这对育种工作就很有利。但是如果不利性状与有利性状的基因连锁在一起，就要采取措施打破基因连锁，促成基因交换，让人们所需要的基因重组在一起，从而培育出优良品种来。在医学实践中，人们可以利用基因的连锁和交换定律，来推测某种遗传病在胎儿中发生的可能性。
参考文献
【1】 杨大翔《遗传学实验 第二版》 科学出版社 【2】 刘祖洞《遗传学》 高等教育出版社
【3】 戴灼华、王亚馥、栗翼纹 《遗传学》 高等教育出版社 【4】 刘祖洞、江绍慧 《遗传学实验》 高等教育出版社
三；实验目的和要求：
（1）通过果蝇单因子、二因子的杂交实验，理解孟德尔分离和自由组合定律的基本内容；
掌握基本的遗传结果记录及统计分析方法。
（2）通过果蝇野生型和白眼突变型杂交实验，了解由性染色体上基因所控制的性状遗传规
律，以及伴性遗传在正反交中的差异。
（3）要求能独立查阅相关资料，要求每组做正反交，并进行预假设和适合度检验。 （4）初步掌握设计实验的方法步骤。
（5）掌握处女果蝇和雌雄果蝇的选取方法；
四；实验条件：
1、仪器：显微镜、双筒解剖镜或放大镜、恒温培养箱、高压灭菌锅、培养瓶、麻醉瓶，
白磁板、毛笔、石棉网、棉花、纱布、吸水纸、滤纸片、牛皮纸、小镊子、试管等。
2、材料：黑檀体长翅果蝇，灰体残翅果蝇，野生型果蝇和白眼果蝇 3、试剂：乙醚、玉米粉、糖、酵母粉、琼脂、丙酸
五；实验原理与方法：
遗传基本规律 （1）分离规律
一对等位基因在杂合子中，各自保持其独立性，在配子型时，彼此分开，随即不同的配子两两结合，一般情况下，F1杂合子配子分离比为1:1，F2表型分离比为3:1，F2基因型分离比为1:2:1。 （2）自由组合规律
支配两对不同性状（或两对以上）的等位基因，在杂合状态保持其独立性。配子形成时，各等位基因彼此独立分离，不同对的基因自由组合。一般情况下，F1配子分离比是1:1:1:1，F2表型分离比是9:3:3:1 （3）伴性遗传
由性染色体所细带的基因在遗传时与性别相联系的遗传方式。
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六；实验方案或实验步骤设计：
1、 培养基的制备
A、称量，配方及用量如下:
果蝇培养基成份（800ml） 蒸馏水 480ml 玉米粉 68g 糖 52g 琼脂 8.0g 丙酸（苯甲酸） 4.0ml (2.0g) 酵母粉 少许
B、溶解（一部分煮玉米粉，一部分溶琼脂）
C、分装 按要求将配置的培养基分装到试管，并标号为1—10号 D、加棉塞、包扎 E、高压蒸汽灭菌
加水——装物——加盖——排气——加热（121摄氏度20分钟）——取物 2、取材
取亲本黑檀体长翅果蝇，灰体残翅果蝇，野生型果蝇和白眼果蝇。并将原种瓶中的成虫全部清除。
3、果蝇的饲养
将装有果蝇的试管放在培养箱下饲养 4、处女蝇的鉴别与收集
此后隔6个小时收集刚羽化的成虫，并麻醉，雌蝇羽化后6～8h不交配。亲本和F1雌蝇都必需是处女蝇。（注♀：腹部背面有五条黑条纹； ♂：腹部背面有三条黑条纹，最后一条极宽，并延伸到面） 5、杂交
⑴、按组合收集雌雄蝇杂交（黑檀长翅 × 灰体残翅；正交：红眼（雌）×白眼（雄）；反交：白眼（雌）× 红眼（雄）；）贴上标签（组合名称、杂交日期、小组名称） ⑵、 6～7d后，幼虫出现后，放去成蝇（记日期），种蝇要放干净。
⑶、3～4d后，连续观察记录各瓶F1性状，并统计数字（麻醉后倒在白瓷板上进行统计）。 F1性状若不符合设计要求，终止实验。 ⑷、选出5-6对F1雌雄蝇自交。
⑸、 6～7d后放飞各瓶的F1代亲本（记录日期）。
⑹、 3～4d后，F2代成蝇出现，连续观察统计各种性状，F3代出来后停止记录。 ⑺、进行遗传分析
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⑻、结果预估及分析
1.自由组合定律：体色和翅形鉴定 P 黑檀长翅 × 灰体残翅 | F1 长翅灰体 |
F2 长翅灰体：黑檀长翅: 残翅灰体 ：残翅黑檀 9 ： 3 : 3 : 1
2.伴性遗传用：眼色鉴定
正交 反交
P 红眼（雌）×白眼（雄） 白眼（雌）× 红眼（雄） | |
F1 红眼（雌、雄） 红眼 (雌) × 白眼（雄） F2 红眼 红眼 白眼 红眼 红眼 白眼 白眼
（雌） （雄） （雄） （雌） （雄） （雌） （雄） 2 ： 1 ： 1 1/2 1/2 1/2 1/2
如实将各代正反交的结果填入表格。将记录结果整理，分别做X2测验，看其是否符合遗传规律。确定实得结果跟假设有显著性差异的概率水平： 当P＜0.05时，存在显著性差异； 当P＜0.01时，存在极显著差异； 当P≤0.05时，没有显著性差异。
记录好放飞时间（亲代和F1代），对结果进行分析。
七；实验数据的处理：
正交（黑檀长翅♀ × 灰体残翅♂） F表型 灰身长翅 1 雌 雄 数目 21 25 黑身残翅 3 1 F表型 灰身灰身黑身长2 长翅 残翅 翅 数目 比例
正交（红眼（雌）×白眼（雄）） F1 表型 数目 比例 红眼 雌 38 19 雄 32 16 白眼 雌 0 / 雄 0 / 反交（白眼（雌）× 红眼（雄）） 表红眼 白眼 型 雌 雄 雌 雄 数目 比56 14 0 / 0 / 44 11 43 12 15 5 12 4 反交（灰体残翅♀×黑檀长翅♂ ） 表型 雌 数目 灰身长翅 26 8.5 5 灰身残翅 15 4 黑身长翅 16 4 灰身长翅 雄 13 黑身残翅 4 1 5
例 F2 数目 47 19 0 22 数目 21 18 16 21 八；实验结果与分析：
1： 自由组合定律 1.1图谱分析
灰身长翅（AABB） 檀黑残翅（aabb） P: AABB（灰身长翅）×aabb（檀黑残翅）
F1: AaBb(灰身长翅)
自交 F2：AABB AaBB AABb AaBb aaBB aaBb AAbb Aabb aabb 灰身长翅 檀黑长翅 灰身残翅 檀黑残翅 理论 比值： 9 ： 3 ： 3 ： 1 实际 正交 数量： 43 15 12 3 比值： 9 ： 3.75 ： 3 ： 0.75 反交 数量： 26 15 16 14 比值： 9 ： 5 ： 5.3 ：4.7 1.2 适合度测验
由上面我们的分析可以看出，最后我们的出来的比例与理论的比例有一定的偏差，那么实得比数与理论比数是否适合呢？我们需要进行适合度测验如下。 两果蝇杂交的单因子适合度测验 正交 基因 表型 实得数 预期数 χ P 反交 基因 表型 实得数 预期数 χ P 22体色基因（A/a） 灰身 55 54.75 檀黑 18 18.25 0.00457 0.50—0.95(>0.05) 体色基因（A/a） 灰身 42 53.25 檀黑 29 17.75 9.507 <0.01 两果蝇杂交的双因子适合度测验
表型 合计 71 71 长翅 41 合计 73 73 长翅 58 翅型基因（B/b） 残翅 15 18.25 0.771 0.1—0.5(>0.05) 翅型基因（B/b） 残翅 30 17.75 11.272 <0.01 合计 71 71 合计 73 73 54.75 53.25 正交 实得数 预期数 χ 2灰身长翅 43 41 檀黑长翅 15 14 灰身残翅 12 14 0.705 檀黑残翅 3 4 合计 73 73 反交
P（n=3） 6
0.50—0.95(>0.05) 实得数 预期数 χ P(n=3)
226 40 15 13 16 13 21.425 <0.01 14 5 71 71 1.3 分析
对于以上的结果，我们首先进行了图谱分析。在我们的分析中，体色和翅型是两对独立的基因，他们能够进行自由组合定律。对于每对基因来说，自身遵守分离定律。但是针对比例来看，相差比较大，所以我们进一步进行适合度测验。
以上我们进行了两侧适合度测验。单因子适合度测验主要是来验证分离定律，双因子适合度测验主要是来验证自由组合定律。针对以上的两次适合度测验，我们发现，正交的结果P值>0.05，说明实验得到的数据与理论的数据相差不大，支持最初的假设。但是对于反交来说，得到的P值<0.01，说明与最初假设相很大，不能够用基因的回交来说明。针对于以上发生的现象，我认为主要有以下两个方面的原因：
1）选取的实验方案本身存在问题，这两对基因并不是完全独立，由反交型的单因子适合度测验可以看出，体色和翅型的分离比都不符合3:1，可能两个基因存在于某些有关于性别方面的连锁。
2）数目少。因为我们整个实验果蝇总数都没有超过100只，所以对于这种适合度测验，数目越少误差越大，所以可能是反交过程中有混入其他果蝇或者由于没有数清楚等人为地因素使实验出现了严重的误差。
笔者认为，原因二的可能性更大一些。
2 伴性遗传
2.1 图谱分析
红眼（XW） × 白眼(Xw)
正交 反交
P： XWXW（雌红眼）×XwY（雄白眼） XwXw(雌白眼)×XWY（雄红眼）
F1: XWXw(雌红眼) XWY（雄红眼） XWXw(雌红眼) XwY(雄白眼) 理论： 1 ： 1 1 ： 1
实际： 38（19） ： 32（16） 56（14） ： 44（11）
F2： XWXW XWXw XWY XwY XWXw XwXw XwY XWY 雌红眼 雄红眼 雄白眼 雌红眼 雌白眼 雄白眼 雄红眼 理论 2 ： 1 ： 1 1 ： 1 ： 1 ： 1 实际 47 ： 19 ： 22 28 ： 16 ： 21 ： 18 2.2 适合度测验
单从上面的分析中我们很难得出结论，所以我们再利用适合度测验来进一步分析。
伴性遗传的适合度测验
正F1 交
红眼 表型 实得数 雌 38 雄 32 7
白眼 雌 0 雄 0 合计 70 预期数 χ P（n=1） F2 表型 实得数 预期数 χ P(n=2) 反F1 交 表型 实得数 预期数 χ P（n=1） F2 表型 实得数 预期数 χ P（n=3） 2.3 分析
222235 35 0 0.1—0.5(>0.05) 0 雄 22 22 70 0.514 雌 47 44 雄 19 22 雌 0 0 0.614 0.5—0.95(>0.05) 雌 56 50 雄 0 0 雌 0 0 1.44 0.1—0.5(>0.05) 雌 21 14 雄 18 14 雌 16 14 7.5 0.05—0.1(>0.05) 合计 88 88 雄 44 50 合计 100 100 雄 21 14 合计 76 76 首先在图谱分析的层面上，正交反交的个体在F1、F2代上的表型不同，通过反交个体在F1代产生的雄性个体都是白眼的，我们可以断定控制红白眼基因位于X染色体上，白眼为隐性。通过图谱分析，我们可以看出我们得到的实验结果基本上与理论上的相符。
通过适合度测验，我们发现，我们针对正反交F1、F2代所做的4次适合度测验所得P值均大于0.05，也就是说我们得到的实验的数据与理论比率之间差别不明显，支持开始的假设。所以这次实验整体来说比较成功。
九；实验小结：
本次实验是自主设计型的实验，整个过程自主参与的方面占绝大部分。持续的时间长，有很强的连续性。但是通过这次实验，我们能把理论与实际更好的结合，将实验现象与数理统计更好的结合。提高了自己实验的能力。并且体会到前人实验的不易。
生科0901班组员：黄红丽，喻昕，刘红霞，周亚军
2011年12月18日
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