实验二果蝇的双因子实验Word下载.docx

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属：

果蝇属Drosophila

亚属：

Sophophora

种：

果蝇

分布区域：

全球温带及区

2）、果蝇的生态学特性

果蝇又称小果蝇（Drosophilidae科，Drosophila属），英文全名fruitfly。

它和危害农作物的果实蝇（Trypetidae科，Bactocera属）不同，果实蝇危害瓜果类果实非常严重，是农业技术上的一大隐忧.

刚形成的蛹呈微黄色，之后颜色逐渐加深，羽化前呈深褐色。

果蝇类昆虫在自然条件下大多数以腐烂的瓜果等为食，可为害多种瓜果蔬菜及许多植物的多汁器官，甚至连甜酒也成为取食对象n]。

研究表明，果蝇具有强烈的趋化性，嗅到水果发出的气味就会飞来取食、交尾和产卵[7]。

果蝇对不同水果嗜好程度有差异，该试验表明，黑腹果蝇对几种水果嗜好性顺序依次是葡萄、苹果、香蕉、桃、梨。

昆虫嗜好性与寄主植物或食物挥发出的化学物质以及分布在昆虫体表的嗅觉和味觉感器有关[8]。

昆虫取食行为取决于从化学感受器输入的感觉信号[9]。

研究表明，黑腹果蝇触角和下颚须等感受器官组织含有约62种不同的气味受体蛋白用以检测和识别其所感受的所有化学气味分子[i03。

黑腹果蝇对不同水果的嗜好程度差异的原因可能与不同水果挥发出的化学成分相关，水果中的何种化学气味成分在起关键作用有待于进一步研究。

使用化学杀虫剂防治果蝇易增加果实中的农药残留，而且果蝇成虫个体小，危害隐蔽，发生时不易被察觉，成虫诱杀技术即成为果园果蝇防治的重要手段[1¨

。

明确果蝇对水果选择性的强弱也是进行农业和生物防治的重要基础和前提。

已经证明，糖醋液、香蕉果肉和杨梅果实均对果蝇有显著的引诱效果[12|。

利用这些技术，果农可以因地制宜地采取一些简易的手段监测果蝇发生及防治。

因此，深入研究不同水果气味中引诱果蝇的活性成分，开发新型的果蝇成虫引诱剂，对降低葡萄的农药残留将具有重要的理论和实践意义。

2．1、生活周期的观察：

果蝇是完全变态昆虫，生活周期可分为4个时期：

卵、幼虫、蛹和成虫。

最适培养温度20～25℃，温度越高，生长越快，但高于30℃不育甚至死亡。

雌蝇可以一次产下400个0.5毫米大小的卵，它们有绒毛膜和一层卵黄膜包被。

其发育速度受环境温度影响。

在25℃环境下，22小时后幼虫就会破壳而出,并且立刻觅食。

因为母体会将它们放在腐烂的水果上或其他发酵的有机物上，所以它们的首要食物来源是使水果腐烂的微生物，如酵母和细菌，其次是含糖的水果。

幼虫24小时后就会第一次蜕皮，并且不断生长，以到达第二幼体发育期。

经过三个幼虫发育阶段和四天的蛹期，在25℃下过一天，就会发育为成虫。

①卵成熟的雌蝇交尾后（2～3d）将卵产在培养基的表层。

用解剖针的针尖在果蝇培养瓶内沿着培养基表面挑取一点培养基将其置于载玻片上，然后滴上1滴清水，用解剖针将培养基展开后放在显微镜低倍镜下仔细进行观察。

果蝇的卵为椭圆形，长约0.5mm，腹面稍扁平，前端伸出的触丝可使卵附着在培养基表层而不陷入深层。

②幼虫果蝇的受精卵经过一天的发育即可孵化为幼儿虫。

幼虫在培养基内及瓶壁上都有，培养基内的幼虫一般要小一些。

这是因为果蝇的幼虫从一龄幼虫开始经两次蜕皮，形成二龄和三龄幼虫，随着发育而不断长大，三龄幼虫往往爬到瓶壁上来化蛹，其长度可达4～5mm。

幼虫一端稍尖为头部，黑点处为口器。

幼虫在培养基内和瓶壁上蠕动爬行。

③蛹幼虫经过4～5d的发育开始化蛹。

一般附着在瓶壁上，颜色淡黄。

随着发育的继续，蛹的颜色逐渐加深，最后为深褐色。

在瓶壁上看到的几乎透明的蛹是已经羽化完而遗留的蛹的空壳。

④成虫刚羽化出的果蝇虫体较长，翅膀也没有完全展开，体表未完全几丁质化所以成半透明透乳白色。

随着发育，身体颜色加深，体表完全几丁质化。

羽化出的果蝇在8～12h后开始交配，成体果蝇在25℃条件下的寿命为37d。

（1）成虫习性:

黑腹果蝇成虫为舐吸式口器,主要以舐吸水果汁液为食,对发酵果汁和糖

醋液等有较强的趋向性[1]。

饲养观察结果显示成虫可存活25~40d,温度在8~33℃范围内

均可生存,以25℃左右为最适宜[2],高于33℃时果蝇成虫陆续死亡,当气温低于8℃时果蝇成虫不在田间活动,多聚集于果壳（如葡萄）、幼虫取食后的烂果孔穴里。

果蝇成虫飞翔能力弱,多在背阴和弱光处活动,多数时间栖息于杂草丛生的潮湿地里。

（2）成虫羽化:

成虫羽化时间多数在早6:

00~8:

00。

成虫羽化时,先借助于顶囊的顶力将蛹背部前端顶开一小裂口,或直接顶开蛹盖,靠足的推力及身体的扭动将身体带出。

刚羽化的成虫体色淡,翅未完全展开而紧贴虫体,不能飞翔,30min~2h内爬行或静伏并舒展身体,身体逐渐硬化,体色开始加深,6h后身体充分硬化,体色变为正常。

雌虫比雄虫虫体微大,雌雄性数量比接近1B1,雌性略高。

（3）求偶与交尾:

经羽化后身体充分硬化、体色变为正常的雌雄成虫,开始飞动取食,雄虫12h、雌虫8h后达到性成熟。

雄虫性成熟后表现兴奋、好动、飞行敏捷迅速,开始追逐异性,主要行为有展翅、振动、尾追、打圈等。

而雌虫对此不表现太多反应,只是偶尔飞行。

雌雄成虫交尾时雄虫在上,用足抱握雌虫,腹部向下弯曲连接雌虫生殖器。

交尾时间6~25min,多数为17~18min,雌虫交尾一次便可终生产卵。

（4）产卵:

雌成虫交尾后24h可产卵。

在果实上产卵时,雌虫先找到合适的产卵果（成熟

后表皮软的果实）,在果面上爬行几分钟后,先用腹末端的刺状物刺破果实表皮,然后通过导卵器产卵于表皮下1mm处。

1头雌虫一般每果产1粒或数粒卵,卵如炮弹状镶在果肉内。

如遇腐烂的果实,果面湿润,雌虫可直接将卵产在腐烂的水果表面。

我们在田间调查时,肉眼可见腐烂果面上有果蝇所产的卵。

经观察,黑腹果蝇、铃木氏果蝇和海德氏果蝇的产卵量和卵的孵化情况较接近。

温度在25℃左右、湿度70%左右条件下,雌虫交尾后24h直至死亡前一天都可产卵,每只雌虫一生最多可产506粒卵,最少可产390粒,平均产卵量为476粒,日产卵量为1310~4410粒,平均为1516粒。

（5）卵的孵化和幼虫:

卵在25℃条件下发育,20h后可陆续孵化,40h内孵化完毕。

孵化率为9811%。

孵化时幼虫凭借自身的蠕动和口钩的力量破卵而出,开始在果肉汁液里蠕动,

并挥动口钩取食。

幼虫分3龄,25℃左右时1龄、2龄幼虫发育期各约1d,3龄约3d

[3],5d左右可发育为老熟幼虫。

幼虫每经一龄需蜕皮并遗弃原口钩,长出新口钩。

（6）化蛹和蛹:

幼虫发育至老熟时停止取食,开始爬动寻找化蛹场所。

果实内的幼虫出果后,在果面上先是爬行几分钟,后跌落地面,在地面爬行寻找土壤松软处入土,入土时头部先钻入,呈倒立状,蠕动而入,在土壤内1~3cm潮湿处化蛹。

地面上腐烂食物上的足龄幼虫,

入土化蛹或在腐烂食物上直接化蛹。

正常气温下,温度在15℃以上时,这些蛹均能正常羽化,羽化率为9815%。

幼虫入土化蛹的深度与土壤湿度有关,土壤含水量在10%以下和35%

（土壤含水量达到饱和）时,幼虫在土表化蛹,土壤含水量在15%~20%时,幼虫在土表下1cm左右处化蛹,最深的在3cm处。

在实验室,湿度70%,无阳光直射条件下,供给食物饲养黑腹果蝇,观察记录不同温度下从卵到成虫的发育历期,特别记录25,20,15e条件下的卵期、幼虫期、蛹期,计算3种温度下各虫态发育历期平均值。

室内饲养表明,黑腹果蝇卵期018~315d,幼虫期4~17d,蛹期3~13d。

各虫态发育时期与温度有很大关系,25e为适宜温度,在此恒温条件下,发育1代只需9d左右,20℃恒温条件下需18d左右,而在15℃左右时发育1代约需31d

3）、果蝇的生物学特性

3．1黑腹果蝇成虫生物学特性

在室内对危害葡萄的黑腹果蝇的一些生物学特性进行了深入观察。

结果表明，黑腹果蝇在25℃下卵、幼虫、蛹的发育历期分别为（1．08±

0．19），（4．39士0．43），（3．9士0．25）d。

成虫交尾时闻集中在21：

30～23：

00，持续5～20min，交尾后具有梳理行为。

并常将卵产在果肉边缘的坡面上，每次产2～8粒。

幼虫喜在葡萄梗、器皿壁等较硬场所化蛹。

羽化时间集中在4：

30～7：

30。

成虫对不同水果的嗜好强弱程度是依次是葡萄、苹果、香蕉、桃、梨；

而对巨峰、马奶、无核白、红提等葡萄品种的嗜好程度无显著性差异（P>

O．05），但葡

萄损伤时间影响其嗜好程度，对损伤3d和4d的葡萄嗜好程度显著高于损伤2d的葡萄，也都极显著高于损伤1d的（P<

O．01）。

幼虫对葡萄和香蕉嗜好程度显著高于梨、桃和苹果（P<

0．05）；

对红提的嗜好程度显著大于巨峰、马奶、无核白品种。

2．1．1求偶与交尾行为黑腹果蝇在羽化10h左右达到性成熟，之后开始交尾。

交尾多数发生在21：

00。

交尾时间5～20min，一般为10min左右。

交尾前，雄虫抖动单翅追逐雌虫，同时用触角不停地触动雌虫的尾部。

偶尔雄虫还跑到雌虫前，摆成头对头姿势或围绕雌虫打圈。

交尾时，雄虫一半身体伏于雌虫背部，并用前足抱握雌虫腹部，将腹部向下弯曲与雌虫尾部对接。

对接成功后，雌虫可拖着雄虫走动，也可静止不动。

交尾过程中对外界的干扰一般反应不强烈，雌雄不会轻易分开。

交尾完成后，雄蝇与雌蝇都会用后足梳理尾部，雌虫梳理的更频繁一些。

雄虫还用前足梳理头部。

2．1．2产卵行为雌蝇在葡萄果肉上来回巡走，同时用产卵器不时地触动葡萄果肉，待找好产卵位置后，便用两只前足支撑体躯，展开双翅，腹部弯曲，将产卵管刺入果肉内。

持续2S左右后将产卵管迅速提起，然后重复同样的动作，等此次产卵全部结束后分别用前足和后足快速梳理头部和尾部。

每次产卵2～8粒。

卵一般呈散沙状镶嵌在果肉表面，并且与果肉中部的平坦面及果皮相比，果蝇更倾向于将卵产在果肉边缘的坡面上。

卵有触丝的一面朝外，两根触丝常斜向外伸开，偶尔也会拧在一起。

2．1．3羽化行为成虫羽化时间集中在4：

羽化开始时，先通过顶囊的张力在蛹壳背部前端顶开一条半弧形裂缝，然后借助前足的顶力以及整个身体的挤压沿半弧形裂缝顶开1个小口，开口面积占背部1／3左右。

最先露出的是头和前足，之后用前足做支撑再将后半部身体带出来。

刚羽化出成虫体色较浅，腹后半部为浅绿色，翅呈“S”状折叠。

成虫从蛹壳中出来便会爬行，边爬行边展翅，爬行速度越来越快，30min左右便可以跳动，40min

左右翅全部展开。

从展翅到能够飞行历时约1h。

2．2黑腹果蝇幼虫生物学特性

2．2．1幼虫的取食行为低于约1．5日龄的幼虫一般会就近取食，并有聚集现象。

而日龄稍长的幼虫先在食物附近爬行一段时间后再取食。

有时幼虫朝远离食物的方向爬行，由于找不到食物，并且培养皿底面又比较干燥，日龄稍短的幼虫便会慢慢饿死，日龄长一点的幼虫一般会提前化蛹。

这些提前化的蛹较正常蛹小，颜色也比较浅，而且一般都呈褶皱状。

幼虫还具有假死性。

2．2．2幼虫的化蛹行为幼虫喜欢在器皿壁、葡萄梗等稍硬的地方化蛹并有聚集现象。

当找到化蛹位置后便停止爬行，身体在化蛹处不停地收缩蠕动，收缩程度随化蛹进程而减弱，最终呈现蛹的形状。

从停止爬行到呈现蛹的形体历时1～2h。

4）果蝇的遗传学特性

1.可以观察染色体的形态，染色体的变异等；

2.可以进行杂交试验，验证遗传规律；

3.可以进行伴性遗传分析

5）

实验与试验的区别

实验

试验

【实验】为了检验某种科学理论或假设而进行某种操作或从事某种活动。

【试验】为了察看某事的结果或某物的性能而从事某种活动。

实验是对抽象的知识理论所做的现实操作，用来证明它正确或者推导出新的结论。

它是相对于知识理论的实际操作。

试验是对事物或社会对象的一种检测性的操作，用来检测那里正常操作或临界操作的运行过程、运行状况等。

它是就事论事的。

“实验”一般是为了尝试确定某一系统的假设是否合理而做的事情，真有尝试新的和未知的东西的含义。

“试验”一般是为了确定某一具体的问题所做的事情，属于比较常规的活动。

一般验证已经形成的理论，获得经验的可能大

一般为了摸索新的理论，得到教训的可能大

一般指进行比较快的。

如：

化学实验。

一般指进行比较慢的。

种试验田

是通过实例验证已经形成的定理

是尝试验证新的事物

实验不一定要试验，而试验一定要实验。

试验都是实验。

实验比试验的范围宽广。

工厂的产品可以抽样检测，是试验。

试验的结果可能是破坏性的，因此不能试验所有的产品。

相反，如果产品质量不太稳定，必须对所有产品都做最起码的检测，以证明它基本达标。

用地震方法检测地下蕴藏必须保证不影响社会生活和生态坏境变迁。

社会计划的试点也是试验。

试验中，试验对象是明确的，试验目的是检查它能不能正常运行、正常运行的条件和该条件允许的范围。

对社会生活或个体人生作试验具有改变现实的性质，应该非常谨慎，有些甚至是要禁止的。

6）、自由组合定律的实质是基因的分离是独立的，而在配子中非等位基因的自由组合，产生四种比例相同的配子。

因此在杂种二代会出现四种表型，比例为9:

1。

这一实验是利用果蝇的两对相对性状：

长翅与残翅，黑檀体与灰体且分别位于不同染色体上这一特征进行的长翅灰体和残翅黑檀体的双因子杂交实验，旨在验证自由组合定律。

孟德尔两对相对性状的杂交实验

|

P杂交：

黄色圆粒和绿色皱粒——黄色圆粒

F1自交：

F2出现四种表现型———比例为9:

1

孟德尔对杂交实验的解释

F1在产生配子时每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合，F1产生的雌雄配子各有4种，比例相等，受精时雌雄配子随机结合，形成四种表现型

RrYy×

rryy—1RrYy:

1Rryy:

1rrYy:

1rryy

黄圆绿皱黄圆黄皱绿圆绿皱

测交检验假设

控制不同形状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的，在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合

得出自由组合定律

总结孟德尔获得成功的原因

材料选择程序设计结果分析先易后难

杂合子，性状分离，相对性状，显性性状，隐形性状概念图

控制

自交隐形遗传因子———→隐性性状

性状分离————杂合子｛控制｝相对性状

︱显性遗传因子———→显性性状︱

︱︱

表现

在进行一对相对性状杂交的基础上，孟德尔以豌豆为材料，选用具有两对相对性状差异的纯合亲本进行杂交实验，从而揭示自由组合定律。

例如，利用一个亲本是黄色子叶和圆粒种子，另一亲本是绿色子叶和皱粒种子进行杂交。

其F1都为黄色子叶，圆粒种子，表明黄色子叶和圆粒种子都为显性。

由F1种子长成的植株进行自交，得到556粒F2种子，其结构如下：

P黄色圆粒×

绿色皱粒

︱

F1黄色圆粒

F2黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒总数

实得种子粒数31510110832556

理论比例9：

3：

1

由以上结果可以看出以下特点：

（1）虽然F1全部为黄色子叶圆粒种子，但在F2出现4中种类型，其中两种类型与亲本相同，简称亲型：

两种类型为双亲性状重新组合类型，成为重组型。

并且4种类型的比例为9:

（2）若将上述结果分别按一对相对性状进行分析，则发现每对性状在F2的分离仍然符合3:

1比例

黄色：

绿色=（315+101）：

（108+32）=416：

140=3:

圆粒：

皱粒=（315+108）：

（101+32）=423:

133=3:

这说明两对相对性状分别受一对等位基因控制，它们是彼此独立地从亲代传递给子代的

（3）F2中出现了两种重组型，说明控制两对相对性状的两对等位基因在从F1向F2传递的过程中发生了重新组合。

实际上9:

1的分离比例就是（3:

1）2的展开。

按照概率定理，两个独立事件同时出现的概率分别出现的概率的乘积，因而黄色，圆粒同时出现的概率应为3／4×

3／4﹦9／16，黄色，圆粒同时出现的概率应为3／4×

1／4=1／16，以此类推。

将上述556粒F2种子按9:

1的理论推算，即分别乘以9／163／163／161／16，把理论值与实际值比较，从统计分析来看是完全符合的。

黄圆绿皱黄皱绿皱

实得粒数31510810132

按9:

1比例312.15104.25104.2534.75

例推理论值

差数+2.25+3.75—3.75—2.75

对于上述实验结果，孟德尔在分离定律的基础上，又提出了自由组合定律进行了解释，自由组合定律认为，控制两对相对性状的两对等位基因在配子形成过程中都要按照分离定律发生分离，两对基因之间则可以发生自由组合，基因的分离和组合是独立的，彼此互不干扰，其结果是产生了4类比例相等的配子

若以Y表示控制黄色子叶的显性基因，y表示控制绿色子叶的隐性基因，R表示控制圆粒种子的显性基因，r为控制皱粒种子的隐形基因，则上述结果可由下图示来表示，由于Y对y是显性，R对r是显性。

所以F1都表现为黄色子叶圆粒种子，因为Y与y和R与r的分离是独立的，各自都按3:

1的比例分离，且它们之间又可以自由组合，所以F2的分离比例为（3:

1）2，即9:

1，孟德尔在研究的不同相对形状中，任取两对相对性状进行杂交，都得到一致的结果

自由组合定律解揭示了控制两对相对性状的两对等位基因在配子形成过程中分离和组合的关系

图一豌豆两对相对性状杂交图解

PYYRR×

yyrr

｜｜

配子YRyr

＼／

︱

F1YyRr

F2

配子

YR（♂）

Yr（♂）

yR（♂）

YR（♀）

YYRR（黄圆）

YYRr（黄圆）

YyRR（黄皱）

YyRr（黄圆）

YR（♀）

YYrr（黄皱）

Yyrr（黄圆）

Yr（♀）

YyRR（黄圆）

yyRR（绿圆）

yyRr（绿圆）

Yyrr（黄皱）

yyRr（绿皱）

Yyrr（绿皱）

黄色圆粒：

黄色皱粒：

绿色圆粒：

绿色皱粒=9／16:

3／16:

1／16=9:

两对基因的自由组合定律即：

位于非同源染色以上的两队基因，它们所决定的两对相对性状在杂种第第二代是自由组合的，因为根据孟德尔第二定律。

一对基因的分离与另一对（或另几对）基因的分离是独立的，所以一对基因所决定的性状在杂种第二代是3:

1之比，而两对不相互连锁的基因所决定的性状，在杂种第二代就是9:

1的比例

果蝇的灰体基因（E）与黑檀体基因（e）为一对相对性状，位于ⅢR70.7位置，而长翅（Vg）与残翅（vg）为另外一对相对性状位于ⅡR67.0位置。

这两对基因是没有连锁关系的，位于不同染色体上的非等位基因。

三：

材料与方法

仪器设备:

双筒显微镜，大指管，麻醉瓶，白瓷板，解剖针，毛笔，海绵板，滤纸，培养皿，体视显微镜，玉米粉，琼脂，干酵母，丙酸等，葡萄糖，及由上述材料配制而成的培养基

试剂：

乙醚

材料：

黑腹果蝇（Drosophilamelanogaster）的突变品系，灰体残翅EEVGvgvg

黑檀体长翅：

eeVgVg

说明：

1：

性状特征：

黑檀体果蝇（e）的体色乌黑，与黑色（b）相似，但是它们是不同染色体上基因所决定的，与（e）相对应的野生型性状是灰体，（e）的座位是第3条染色体70.7。

残翅果蝇（vg）的双翅几乎没有，只有少量残痕，与（vg）相对应的是野生型长翅，（Vg）的座位是第二条染色体67.0

2：

交配方式：

由于（e）和（vg）是在不同对的染色体上，两对因子杂种在形成生殖细胞时会产生四种不同的类型，比例为1:

1:

1.如F1个体相互交配，则通过♀♂配子相互交配，在子二代可以得到16种组合，其中9种灰长，3种黑长，3种灰残，1种黑残，其表现型为9:

1.若用反交，其结果同前面正交相同，但因残翅果蝇不能飞，只能爬行，所以做雌体比较好，若作雄本，得到的子代将减少很多。

配置培养基，以4——5个人为一组，根据本实验的需要配制培养基（群体规模越大越好配置培养基的方法如下（每300ml的配方）

A葡萄糖23.5g琼脂：

2.45g蒸馏水：

150ml

B玉米粉30.9375g水：

150ml加水搅拌均匀后加入酵母粉：

2.625g

将A和B混合后加热成糊状，加1.875ml丙酸，即可分装到培养瓶中

收集雌果蝇的处女蝇

3：

装备好培养基，把已麻醉的的残翅♀♂果蝇和黑檀体果蝇♀♂果蝇，按正反交方式放入不同的培养基内，进行杂交，贴好标签，标签形式如下

VgVg++×

++ee

♀♂

日期

姓名

++ee×

vgvg++

♀♂

日期

4：

6——7天后，见到有F1幼虫出现，可除去亲本（除干净）

5：

再过3——4天，检查F1成蝇的性状，应该是灰体长翅（正反交相同）。

若性状不符，表明实验有差错，不能再进行下去。

发生差错的原因可能是亲本雌果蝇不是处女蝇，F1幼虫出现后亲本未倒干净，杂交时雄果蝇选择有误：

以及亲本原种不纯等等

6：

按原来的正反交各选5——6对F1成蝇（♀♂），换新的培养基，继续饲养（此时不需要处女蝇）

7:

7天后，除去F1代亲本

8：

再过4天，F2代成蝇出现，麻醉以后（可深度麻醉），倒在白瓷板上，进行统计，每隔两天统计一次，连续统计8天（在F3代出现前统计完）

四：

过程记录及结果分析

表1F1代正交统计结果登记表

观察

正交：

灰体残翅（♀）×

黑檀体长翅（♂）

灰体长翅数

灰体残翅数

黑檀体长翅数

黑檀体残翅数