果蠅在遺傳學上的意義
1. 果蠅為什麼是遺傳學研究的好材料 兩個理由
果蠅作實驗材料的優點:
(1)體型小,飼養容易。
(2)生長周期短,繁殖力強。
(3)染色體數目少。
(4)唾腺染色體製作容易,橫紋清晰。
(5)突變性狀多,多數是形態突變,便於觀察。
2. 為什麼遺傳學要選用果蠅作為實驗材料有什麼好處
果蠅體型小,體長不到半厘米;飼養管理容易,既可喂以腐爛的水果,又可配培養基飼料;一個牛奶瓶里可以養上成百隻。果蠅繁殖系數高,孵化快,只要1天時間其卵即可孵化成幼蟲,2-3天後變成蛹,再過5天就羽化為成蟲。從卵到成蟲只要10天左右,一年就可以繁殖30代。果蠅的染色體數目少,僅3對常染色體和1對性染色體,便於分析。作遺傳分析時,研究者只需用放大鏡或顯微鏡一個個地觀察、計數就行了,從而使得勞動量大為減輕。
3. 果蠅作為模式生物在遺傳學中的主要應用
1.可以觀察染色體的形態,染色體的變異等;
2.可以進行雜交試驗,驗證遺傳規律;
3.可以進行伴性遺傳分析。
4. 研究果蠅有什麼意義
從研究方面來說,果蠅養起來容易,給點香蕉、蘋果泥就可以飼養;其繁殖快的特點,也保證了實驗供應。
從遺傳學角度看,果蠅染色體只有4對,其中第四號染色體很小。1933年後,果蠅多線型染色體的發現,不僅便於研究基因與染色體的關系,也容易對基因進行物理定位。基因條帶從此用了幾十年,一直到果蠅基因組測序後才很少人用。
通常,一個生物為很多研究者所用,不同研究者製造不同工具與大家共享,導致該生物體成為模式生物。果蠅是典型的例子,百年來科學家發明了很多果蠅研究技術,推而廣之,使果蠅研究更興旺。
今天,果蠅依舊是許多科學家的研究工具。美國最大的慈善機構霍華德·休斯醫學研究所,近年以重金建立研究部門——Janelia農場,其領導者便是上世紀80年代發明果蠅轉基因技術的魯濱。在美國諾貝爾獎得主密度最高的洛克菲勒大學,近年招聘的9個新教職中,有3個是研究果蠅的。
研究果蠅,對高等動物又有什麼意義?
相當多的人以為,研究果蠅早期發育可能對人類無意義,不過是科學家浪費錢鑽牛角尖罷了。因為已知,果蠅的早期胚胎是合胞體,只有細胞核分裂,沒有細胞膜分裂,直到幾千個細胞核再開始形成細胞膜,才變成分開的細胞。而哺乳類胚胎,是一個細胞分裂成為兩個細胞,幾千個都是分開的細胞,不是幾千個細胞核共用一個細胞,兩者生物過程差別巨大。
這種差別讓人們以為其原理也很可能不同,結果科學家研究了控制果蠅發育的基因後,再找哺乳類(包括人類)的相應基因,發現果蠅不僅在原理上和人相似,甚至在某些具體基因上也相似。因此,研究果蠅的發育,為研究高等動物的發育帶來了根本的突破。
事實證明,研究果蠅對於遺傳學,演化、發育生物學起了關鍵作用,也促進了神經生物學和細胞生物學等多個基礎和應用學科的發展。
麥克阿瑟名言的後半句是「戰士只消隱」。果蠅何時消隱,恐怕不是目前所能回答的。
5. 果蠅唾腺染色體在遺傳學上有哪些作用
唾腺染色體處於體細胞染色體聯會配對狀態。並且唾腺染色體經過多次復制而並不分開,每條染色體大約有1000—4000根染色體絲的拷貝,所以又稱多線染色體。
多線染色體經染色後,出現深淺不同、密疏各別的橫紋,這些橫紋的數目和位置往往是恆定的,代表著果蠅等昆蟲的種的特徵;如染色體有缺失、重復、倒位、易位等,很容易在唾腺染色體上識別出來。
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1881年E.G.巴爾比安尼首先在雙翅目搖蚊(Chironomus)幼蟲的唾腺細胞中觀察到多線染色體,但未引起注意。1933年在遺傳學成就的影響下T.S.佩因特在果蠅唾腺,E.海茨和H.鮑爾等在毛蚊屬(Bibio)再次看到這種染色體後,人們才予重視。
此後在昆蟲的多種組織如腸、氣管、脂肪體細胞和馬爾皮基氏管上皮細胞內以及在其他動植物的一些高度特化細胞如某些原生動物及附子屬(Aconitum)植物的反足細胞里也發現了這種巨大染色體。
6. 果蠅唾腺染色體的遺傳學意義
有性生殖中基因組合的廣泛變異能增加子代適應自然選擇的能力。有性生殖產生的後代中隨機組合的基因對物種可能有利,也可能不利,但至少會增加少數個體在難以預料和不斷變化的環境中存活的機會,從而對物種有利。
有性生殖還能夠促進有利突變在種群中的傳播。如果一個物種有兩個個體在不同的位點上發生了有利突變,在無性生殖的種群內,這兩個突變體必將競爭,直到一個消滅為止,無法同時保留這兩個有利的突變。但在有性生殖的種群內,通過交配與重組,可以使這兩個有利的突變同時進入同一個體的基因組中,並且同時在種群中傳播。
此外進行有性生殖的物種其生活周期中都有二倍體的階段。二倍體的物種每一基因都有兩份,有一份在機能上處於備用狀態。如果這個備用的基因發生突變,成為有新的功能的基因,但此時新功能還是潛在的。通過自發的重復和有性生殖中的遺傳重組,這個新基因可與原有基因先後排列,這樣便產生一個新的基因。二倍體物種可以用這樣的方法使其基因組不斷豐富。
由於上述原因,有性生殖加速了進化的進程。在地球上生物進化的30餘億年中,前20餘億年生命停留在無性生殖階段,進化緩慢,後10億年左右進化速度明顯加快。除了地球環境的變化(例如含氧大氣的出現等)外,有性生殖的發生與發展也是一個主要的原因。現存150餘萬種生物中,從細菌到高等動植物,能進行有性生殖的種類佔98%以上,就說明了這一點。
7. 求作業答案:果蠅作為遺傳學研究中
(1)X 雄、雌、雄 X W Y和X W X w (2)不能遺傳 因為這種殘翅性狀僅僅是由環境條件的改變引起的,其遺傳物質(基因)並沒有發生改變 (3)方法步驟:讓這只殘翅雌果蠅與正常培養溫度下發育的雄性殘翅果蠅交配,並讓其子代在正常培養溫度下發育。 結果分析:若子代均為殘翅果蠅,則這只殘翅果蠅為純合子aa;若子代中有長翅果蠅出現,則說明這只殘翅果蠅為「表型模擬」。 (4)方法步驟:選多隻長翅雄蠅和該殘翅果蠅雜交,在正常 培養溫度下培養、觀察。 結果分析:若子代果蠅中,雌雄個體均出現長翅和殘翅,則不是伴性遺傳;若子代果蠅中,所有雌蠅均表現為長翅,雄蠅表現為殘翅,則為伴性遺傳。 |
8. 果蠅唾腺染色體在遺傳學研究上的意義
多線染色體經染色後,出現深淺不同、密疏各別的橫紋,這些橫紋的數目和位置往往是恆定的,代表著果蠅等昆蟲的種的特徵;如染色體有缺失、重復、倒位、易位等,很容易在唾腺染色體上識別出來。
由於細胞分裂停止在間期,核物質螺旋化程度低而充分伸展,這種染色體比普通染色體大得多,寬約5um,長約2000um,是其體細胞中期染色體長度的100-200倍。伸展形式的DNA長度約為40000um,只需簡單的染色和壓片,就可以很容易地在光學顯微鏡下觀察到。
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在果蠅唾腺細胞中每一個多線染色體都是經過大約9個循環的復制產生的,所以每條多線染色體至少包含了500-1000條單染色體(DNA纖絲),某些昆蟲的多線染色體包含了多達16000條。經過醋酸洋紅或地衣紅染色後,在高倍光鏡下就可以看到每條多線染色體都是由暗帶和明間帶直線交替組成的。
同時也已證明,大部分DNA存在於暗區帶之內,每條區帶都相應於染色體上染色粒的聚合區域,它能被鹼性染料染得很深,孚爾根染色呈現陽性,而明間帶則幾乎不著色。以後又證明了每條區帶都包括幾個或幾十個基因位點。
9. 果蠅作為遺傳學研究的實驗材料有哪些優點
果蠅作為遺傳學研究的實驗材料的優點主要體現在以下幾個方面:
1、果蠅體內型小,體長不到半厘容米;飼養管理容易,既可喂以腐爛的水果,又可配培養基飼料;一個牛奶瓶里可以養上成百隻。
2、果蠅繁殖系數高,孵化快,只要1天時間其卵即可孵化成幼蟲,2-3天後變成蛹,再過5天就羽化為成蟲。從卵到成蟲只要10天左右,一年就可以繁殖30代。
3、果蠅的染色體數目少,僅3對常染色體和1對性染色體,便於分析。作遺傳分析時,研究者只需用放大鏡或顯微鏡一個個地觀察、計數就行了,從而使得勞動量大為減輕。
4、又易於區分的性狀,這一點與豌豆類似。