果蝇杂交实验报告

姓名：陈斌 同组者：蔡运

班级：生科09级 学号：09090327 实验时间：周三下午

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。本次通过实施已有实验方案，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． 原理

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，灰体对黑体完全显性，用灰体果蝇与黑体果蝇交配，得到F1代都是灰体，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。（图1）

图1 图2

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，灰体对黑体完全显性，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(♀)与灰体白眼果蝇(♂)交配，得到F1代都是灰体，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。（图2）

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 。（图3）

图3 图4

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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。

野生型果蝇 翅形为长翅，复眼为红眼。

突变型果蝇 翅形为小翅，翅顶端与身体末端约等长，控制该性状的突变基因位于X性染色体上，长翅对小翅完全显性；眼色为白眼，复眼呈白色，控制该性状的突变基因位于X性染色体上，红眼对白眼完全显性。

长翅红眼果蝇(♀)与小翅白眼果蝇(♂)交配时，得到F1代都是长翅红眼，F1代雌雄个体之间相互交配，F2代产生性状分离；当小翅白眼果蝇(♀)与长翅红眼果蝇(♂)交配时，得到F1代雌性果蝇都是长翅红眼，雄性果蝇都是小翅白眼，F1代雌雄个体之间相互交配，F2代产生性状分离。通过后代中各种表型比例的分析，就可计算出重组率。（图4）

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。

三点测交 三点测交是基因定位最常用的方法，它是通过一次杂交和一次用隐性亲本测交，同时确定三对基因在染色体上的位置。

小翅焦刚毛白眼果蝇(♀)与长翅直刚毛红眼果蝇(♂)交配时，得到F1代雌性果蝇都是长翅直刚毛红眼，雄性果蝇都是小翅焦刚毛白眼。F1代雌雄个体之间相互交配，F2代产生性状分离，F1代的雌雄蝇互交实际上相当于三杂合体雌蝇与三隐性雄蝇的测交，通过对后代中各种表型比例的分析，就可进行w、sn和m基因的定位。

2． 实验材料

2.1 实验材料 2.1.1 用具

显微镜，麻醉瓶，培养瓶，滤纸，毛笔，标签，恒温培养箱 2.1.2 材料

野生型果蝇原种（A），檀黑体、小翅、白眼、焦刚毛突变型果蝇原种(B) 2.1.3 药品

乙醚，乙醇，培养基 2.2 实验方法 2.2.1 实验设计 第一周：

1.我们实验的目的是分别验证三种不同的遗传方式（自由组合，伴性遗传和基因的连锁交换），所以我们要选取合适的果蝇组合进行杂交。具体组合方式如下表所示：

表一：亲本果蝇组合类型 项目 自由组合定律 伴性遗传 基因的连锁与交换 灰身 长翅 红眼 红眼 长翅 直刚毛 亲本 檀黑体 小翅 白眼 白眼 小翅 焦刚毛 2.按表格中对应的亲本组合类型分别将2只雌蝇和2只雄蝇放入新的培养管中，并贴上标签，写上杂交组合、实验时间、实验者的姓名等内容。

3.相同操作进行反交实验。将培养瓶置于25℃下培养一周。

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第二周：

4.将培养瓶中所有亲本果蝇清除，继续培养一周，并配置新的培养基，以备第三周用。 第三周：

5.观察并记录正反交组合中F1的性状。

6.从正反交组合中的F1中各挑选出两对果蝇，放入一个新的培养瓶，贴上标签，在25℃下继续培养。 第四周：

7.将培养瓶中所有亲本果蝇清除后，继续培养一周。 第五周

8.当F2代果蝇数目足够时，将成蝇全数麻醉至死，倾倒在滤纸上，用显微镜观察果蝇的不同性状，分别统计并记录数据。

3． 结果

3.1 数据记录

表二：果蝇A与果蝇B的杂交结果1 表型 F1 数目 表型 数F2 目 比例 表型 雄 雄 数21 25 5 13 目 灰身 长灰身 小黑身 长黑身 小表灰身 长灰身 小黑身 长黑身 小翅 翅 翅 翅 型 翅 翅 翅 翅 数43 15 12 3 26 15 16 4 目 比12 5 4 1 8.5 4 4 1 例 表三：果蝇A与果蝇B的杂交结果2 正交（雌A×雄B） 反交（雌B×雄A） 灰身 长翅 红眼 直刚黑身 小翅 白眼 焦刚灰身 长翅 红眼 直刚黑身 小翅 白眼 焦刚表表毛 毛 毛 毛 型 型 F1 雌 雄 雌 雄 雌 雄 雌 雄 数数38 32 0 0 56 0 0 44 目 目 数数47 19 0 22 21 18 16 21 目 目 表型 数目 红眼 长翅 直刚毛 81 白眼 小翅 焦刚毛 33 白眼 小翅 直刚毛 2 F2 红眼 长翅 焦刚毛 3 红眼 小翅 直刚毛 19 白眼 长翅 焦刚毛 8 白眼 小翅 直刚毛 11 红眼 小翅 焦刚毛 7 3.2 结果分析 3.2.1 自由组合定律 3.2.1.1 图谱分析

A 灰身长翅（AABB） B 檀黑小翅（aabb）

P: AABB（灰身长翅）×aabb（檀黑小翅）

正交（雌A×雄B） 灰身 长翅 雌 反交（雌B×雄A） 灰身 长翅 雌 3 / 7

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 灰身小翅 檀黑小翅

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 3.2.1.2 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。

表四：果蝇A与果蝇B杂交的单因子适合度测验 基因 体色基因（A/a） 翅型基因（B/b） 表型 灰身 檀黑 合计 长翅 小翅 合计 实得数 55 18 73 58 15 73 正交 预期数 54.75 18.25 73 54.75 18.25 73 2χ 0.00457 0.771 P 0.50—0.95(>0.05) 0.1—0.5(>0.05) 基因 体色基因（A/a） 翅型基因（B/b） 表型 灰身 檀黑 合计 长翅 小翅 合计 实得数 42 29 71 41 30 71 反交 预期数 53.25 17.75 71 53.25 17.75 71 2χ 9.507 11.272 P <0.01 <0.01 表五：果蝇A与果蝇B杂交的双因子适合度测验 表型 实得数 预期数 2χ P（n=3） 实得数 预期数 2χ P(n=3) 灰身长翅 43 41 檀黑长翅 15 14 灰身小翅 12 14 0.705 0.50—0.95(>0.05) 16 13 21.425 <0.01 檀黑小翅 3 4 合计 73 73 正交 反交 26 40 15 13 14 5 71 71 3.2.1.3 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

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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。 3.2.2 伴性遗传 3.2.2.1 图谱分析

Ww

A 红眼（X） B 白眼(X)

正交 反交

WWwwwW

P： XX（雌红眼）×XY（雄白眼） XX(雌白眼)×XY（雄红眼）

WwWWww

F1: XX(雌红眼) XY（雄红眼） XX(雌红眼) XY(雄白眼) 理论： 1 ： 1 1 ： 1 实际： 38（19） ： 32（16） 56（14） ： 44（11）

WWWwWwWwwwwW

F2： XX XX XY XY XX XX XY XY

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

3.2.2.2 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。

表六：伴性遗传的适合度测验 红眼 白眼 合计 表型 雌 雄 雌 雄 实得数 38 32 0 0 70 F1 预期数 35 35 0 0 70 2χ 0.514 P（n=1） 0.1—0.5(>0.05) 正交 表型 雌 雄 雌 雄 合计 实得数 47 19 0 22 88 F2 预期数 44 22 0 22 88 2χ 0.614 P(n=2) 0.5—0.95(>0.05) 表型 雌 雄 雌 雄 合计 实得数 56 0 0 44 100 F1 预期数 50 0 0 50 100 2χ 1.44 P（n=1） 0.1—0.5(>0.05) 反交 表型 雌 雄 雌 雄 合计 实得数 21 18 16 21 76 F2 预期数 14 14 14 14 76 2χ 7.5 P（n=3） 0.05—0.1(>0.05) 3.2.2.3 分析 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。 3.2.3 基因的连锁与交换 3.2.3.1 三点测交结果整理

A 红眼长翅直刚毛（+ + +） B 白眼小翅焦刚毛（w m sn）

表七：三点测交数据统计

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表现型 本组数据 + + + 81 w m sn 33 w m + 2 + + sn 3 + m + 19 w + sn 8 w + + 11 + m sn 7 合计 164 由上表可知，表型+ + sn和w m +个体数目最少，应是双交换产物。由此可以推论，基因sn一定位于中间，而三基因的相对顺序是w sn m。

表八：三点测交数据整理 本组 理论值 重组值 图距 w-m 27.4%+3.0%*2=33.4% 33.4 34.6 sn-m 19.4% 19.4 15.1 w-sn 14% 14 19.5 并发率 1.1 干扰 -0.1 3.2.3.2 连锁图 本组得到的连锁图

w sn m

14 19.4 33.4

理论连锁图

w sn m

15.1 19.6 34.6

3.2.3.3 分析

由以上分析数据可以看出，本组实验结果与理论值较为接近，尤其是w-m基因间的图距。产生数据偏差的原因可能是进行试验的环境条件有差异，我们知道不同环境条件下的重组值是有变化的。而且进行三点测交实验数据越多越精确，实验室中果蝇数目有限这就使偶然因素引起的误差的影响力加大，也是导致结果与理论值有偏差的原因之一。加之三隐性个体的生存力很弱，在幼虫密度较高时易在自然选择中被淘汰，在实验中此因素也有可能引起误差。而且观察果蝇时，有一些观察不到放走的，死掉的或者没有观察清楚的等等。但是虽然定量结果存在一定偏差，但是此实验还是可以准确地反映三个基因的连锁位置关系。根据本组实验数据计算出的并发率近似等于1，距此可判断此三个基因间不存在干扰。

4． 讨论

4.1 注意事项

1）果蝇要适度麻醉，挑蝇用毛笔，忌用镊子和其他工具，以免影响果蝇生长繁育。

2）挑处女蝇时，每次只挑12小时内羽化成虫，超过12小时的成虫已逐渐有交配能力,必须一只不留地倒出处死,才能进行第二次挑选。

3）刚羽化的果蝇色淡白，体软绵，难辨♀♂，务必小心区别。 4）使用毛笔和瓷板，要用酒精棉球消毒，同时必须晾干才能使用。

5）每个杂交组合放果蝇2－3对，用毛笔把果蝇扫进试管，试管要平放，待蝇醒后，方能竖起，避免果蝇粘在培养基上被闷死，杂交组合配好后，放回培养箱。

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6）培养箱温度保持在25℃，不要随意更改或调整其他旋钮，以免影响整个实验。 7）两周后停止对F2代的计数，此时可能已有F3代混入影响结果。 8）操作过程中注意无菌。

9）尽量避免由于操作不当造成的果蝇的逃逸，这样会对最后的结果产生影响。

10）因为本次实验每组的数据有限，所以误差较大。我们更倾向于将实验室的结果统计起来一起分析，这样误差会减小一点。

11）果蝇的某一些性状本身可能会受到环境之类的影响从而出现与理论不相符的结果。

12）因为此次实验的连续性很强，所以一定要注意每一步的时间和操作，否则就会产生不可逆的后果，严重的要进行重做。 4.2 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。因此通过这次实验，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。

参 考 文 献

【1】 【2】

贺竹梅 《现代遗传学教程》 中山大学出版社 刘祖洞、江绍慧 《遗传学实验》 高等教育出版社

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