遗传学设计性实验报告实验名称果蝇杂交实验学院生命科学学院专业班级名称学生姓名学号任课教师完成日期2019教务处
制前言果蝇作为经典的模式生物，有着独特的优势，一方面其饲养容易，生长繁殖要求较低,在常温下,以玉米粉等饲料就可以进行生长、繁殖
，另一方面其生长迅速,12天左右就可完成一个世代，且产卵量大，此外体型小构造简单，只有四对染色体也是其作为实验材料的加分项。自现代
实验生物学奠基人摩尔根利用果蝇作为实验材料发现“连锁与互换定律”以来，果蝇便以其上述独特的优势在遗传学教学和研究中得到广泛应用。分
离定律、自由组合定律、连锁与交换定律是经典遗传学的三大定律，阐明了遗传的内在规律，然而仅仅通过理论的学习去掌握理解这些定律是不够的
，我们应当在理论学习的基础上通过设计实验去亲自体悟与验证这些规律，从而进一步加深对遗传学的认识。故，本实验采用黑腹果蝇6＃和e#作
为研究材料，分别进行正交和反交实验，对亲本和子一代果蝇的四对性状（眼色、体色、翅型、性别）进行观察记录并结合统计学中的卡方检验对实
验结果进行分析，以验证遗传学三大定律，并加深对其定律的理解。关键词果蝇杂交；实验设计；遗传学；卡方检验；遗传学三大定律1实验材料
品种：黑腹果蝇品系：突变型(6#):小翅、灰身、白眼突变型(e#):长翅、黑檀体、红眼工具：显微镜、电子天平、培养瓶、棉塞、量筒、
烧杯、温度计、玻璃棒、毛笔、镊子、恒温恒湿培养箱、电炉、载玻片药品及材料：燕麦、玉米粉、蔗糖、琼脂粉、酵母粉、丙酸、乙醚等2实验方
法2.1果蝇的饲养2.1.1培养基的配制（100ml为例）①称量100ml水+0.85g琼脂+7g蔗糖，将上述三份材料倒入白瓷杯，
保留约30ml的水待用，将电炉打开，搅拌至80°C煮溶。②将称量的8g燕麦玉米粉干燥混合物与上述保留的30ml冷水混匀成浆糊，搅匀
并加入白瓷杯中。③不断搅拌体系约5min直至煮沸（此时应成糊状），关火。④等待体系自然降温，温度计测温至80°C,倒入1g干性酵母
粉和0.4ml丙酸。⑤冷却至70°C，趁热将白瓷杯的混合物转移至大烧杯，并分装到各个培养瓶。⑥待水珠或水雾散去后，封上纱布并写上制
作日期和品系信息及使用者姓名，待24小时或至少隔一夜后使用。⑦新配制的培养基有效使用期最长为7天，超过7天的培养基水分不足易与瓶壁
分离且滋生霉菌，影响实验结果质量。2.1.2生活周期羽化后的成虫一般要经过至少12小时才能交配，雌蝇在交配后1-2天后产卵，雌蝇一
天产卵可达100枚，一生可产约2000枚。温度越低，生活周期越长，25℃平均10－12天一个世代；但超过30℃易出现变异；2.1
.3培养条件25°C恒温、60%相对湿度恒湿的培养箱中培养。2.2果蝇杂交的流程2.2.1正反杂交品系本人实验组（正交）：6#♀（
灰身、白眼、短翅）╳e#♂（黑檀体、红眼、长翅）组员实验组（反交）：6#♂（灰身、白眼、短翅）╳e#♀（黑檀体、红眼、长翅）2.2
.2正交流程（流程图表示）3实验观察与结果3.1实验观察（观察日记汇总于Excel表）超出7天保守计时范围，但性状依旧为F1代
3.2实验结果4结果分析4.1性别比分析根据表2的实验数据，正交实验结果（本人）总共得到雌果蝇100只，雄果蝇81只，比例为10
0:81≈1.23。推断并假设其性别决定型为XY型，其遗传过程如下图4，卡方检验列表如下表3由表3结果可知X2=1.790.05(X20.05=3.84)，即表明P<0.05，说明在0.05显著标准下，理论值与实际值差异不显著（雌雄比值可看作1:1）
，故上述假设正确，证明果蝇的性别确定型为XY型。4.2眼色分析根据表2的实验数据，反交结果雌雄果蝇均为红眼，说明红眼相对于白眼是
显性性状，而正交结果中红眼的均是雌果蝇，白眼的均是雄果蝇，是明显的交叉遗传现象，且红眼：白眼≈1.23，因此推测并假设控制眼色性状
的基因位于X染色体上，红眼基因用XW表示，白眼基因用Xw表示，其遗传过程如下图5，卡方检验列表如下表4由表4结果可知X2=1.79
可看作1:1)，故上述假设正确，证明控制果蝇红白眼色的基因位于X性染色体上，且红眼相对于白眼是显性性状。4.3长小翅形分析根据表
2的实验数据，反交结果雌雄果蝇均为长翅，说明长翅相对于小翅是显性性状，而正交结果中长翅的均是雌果蝇，小翅的均是雄果蝇，是明显的交叉
遗传现象，长翅：小翅≈1.23，且与红白眼的遗传明显连锁，因此推测并假设控制长小翅的基因位于X染色体上，长翅基因用XM表示，小翅基
因用Xm表示，其遗传过程如下图6，卡方检验列表如下表5由表5结果可知X2=1.79表明P<0.05，说明在0.05显著标准下，理论值与实际值差异不显著(长翅与小翅的比值可看作1:1)，故上述假设正确，证明控制果蝇
长小翅的基因位于X性染色体上，且长翅相对于小翅是显性性状，同时长小翅基因与红白眼色基因连锁遗传（进一步证明了翅型的假设）4.4体
色分析根据表2数据，无论正交还是反交，其子一代均为灰身，说明灰身相对于黑身是显性性状，同时子一代不论雌雄都是灰身，故推测控制灰黑
体色的基因位于常染色体上，假设灰身基因为E，黑身基因为e，其遗传过程如下图7故由上图可知，无论正反交，后代的体色均为灰身，与实际
数据吻合，所以假设正确，因此控制灰黑身的基因位于常染色体上，且灰身为显色性状。5结论综合上述的实验结果与分析，我们最终确定了果
蝇的性别控制是XY型，雄性为XY异配型，雌性为XX同配型。同时，通过观察记录眼色、体色、翅型这三种性状，并进行假设分析与卡方检验，
我们确定了红眼相对于白眼是显性性状，控制其眼色的基因位于X染色体上；灰身相对于黑身是显性性状，控制其体色的基因位于常染色体上；长翅
相对于小翅是显性性状，控制其翅形的基因位于X染色体上；眼色基因与体色基因均在X染色体上，存在连锁遗传。在正交实验的子一代中，所有雌
性果蝇均为红眼长翅，雄性果蝇均为白眼小翅，不论雌雄均为灰身。而在反交实验的子一代中，不论雌雄均为红眼长翅。若用X,Y表示性别，W-
w表示眼色基因，E-e表示体色基因，M-m表示翅型基因，那么本次自己做的正交实验6#♀╳e#♂的遗传过程可用下图8表示，组员做的反
交实验6#♂╳e#♀的遗传过程可用下图9表示：6特例说明在完成本次实验（正交），进行数据统计分析的时候，发现自己求得的雌雄性状的数
量差异大，进行卡方检验时超过3.84，差异显著，而理论上雌雄数量应该是接近的，不该存在大的差异，在排除了雌雄分辨有误、亲本被污染的
原因后，通过比对实验原始记录，最终发现自己统计了两个批次的实验数据（即在取子一代时，自己担心数量不够，就又取了一次亲本，进行了第二
批杂交），当自己把第二批杂交的结果数据剔除后，发现卡方降到1.8。对此，个人认为这是因为没有控制好单一的实验体系，也就是说当自己进
行第二批杂交时，就出现了第二个遗传体系（通俗地说就是第一批和第二批杂交后代分属两个不同的种群，毕竟两次杂交的实验环境并不是完全一致
），那么在最终统计时，其实是统计了两个遗传体系的后代，违背了控制变量的原则。此外，本次实验中，F1-1号瓶严格按照7天的标准去取子
一代后，发现数量不是很多，遂打算在保证性状依旧是F1的基础上，延长取子一代的时间，于是后面的F1-2号瓶和F1-3号瓶就并没有严格
按7天的标准去取，结果却发现了一个特殊的规律——子一代中前面几天里一般都是雌性居多，然后后面几天里雄的开始慢慢变多（一般在表现在7
天之后），最后渐渐雌雄数量渐渐持平。和做同样杂交的小组交流后发现，他们也存在这个问题，就是如果严格按照7天去取子一代，结果普遍是雌
性远多于雄性，最后卡方超过3.84，雌雄数量差异显著。因此推断，在我们这次的实验环境下，雄性果蝇孵化的速度要慢于雌性，故导致前几天
里雌的数量总是多于雄的数量。7感想与建议对本次实验，基于上述6的特例说明，我最大的感悟主要有两大点，一是做实验一定要有控制变量的思
想，不同体系的结果混合后往往会产生数据干扰，掩盖真实的实验结果或规律，就像自己的第二批杂交数据干扰了第一批杂交结果的统计分析。二是实验过程中要灵活一点，在把握住关键点或本质点的基础上，可灵活变通实验的操作，如果当时自己一昧地把控7天这个时间范围，那自己最后的结果很有可能雌雄数量差异巨大，实验失败。其实之所以能够有上述两点的感悟，最关键的地方在于自己的实验原始记录做的较为仔细且有不断地反思总结，前者给了自己发现问题的参照，后者使自己在实验的后期能更清晰地把控和认识整个实验流程，从而更好的完成实验。1 |
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