果蝇在遗传学上的意义
1. 果蝇为什么是遗传学研究的好材料 两个理由
果蝇作实验材料的优点:
(1)体型小,饲养容易。
(2)生长周期短,繁殖力强。
(3)染色体数目少。
(4)唾腺染色体制作容易,横纹清晰。
(5)突变性状多,多数是形态突变,便于观察。
2. 为什么遗传学要选用果蝇作为实验材料有什么好处
果蝇体型小,体长不到半厘米;饲养管理容易,既可喂以腐烂的水果,又可配培养基饲料;一个牛奶瓶里可以养上成百只。果蝇繁殖系数高,孵化快,只要1天时间其卵即可孵化成幼虫,2-3天后变成蛹,再过5天就羽化为成虫。从卵到成虫只要10天左右,一年就可以繁殖30代。果蝇的染色体数目少,仅3对常染色体和1对性染色体,便于分析。作遗传分析时,研究者只需用放大镜或显微镜一个个地观察、计数就行了,从而使得劳动量大为减轻。
3. 果蝇作为模式生物在遗传学中的主要应用
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。
4. 研究果蝇有什么意义
从研究方面来说,果蝇养起来容易,给点香蕉、苹果泥就可以饲养;其繁殖快的特点,也保证了实验供应。
从遗传学角度看,果蝇染色体只有4对,其中第四号染色体很小。1933年后,果蝇多线型染色体的发现,不仅便于研究基因与染色体的关系,也容易对基因进行物理定位。基因条带从此用了几十年,一直到果蝇基因组测序后才很少人用。
通常,一个生物为很多研究者所用,不同研究者制造不同工具与大家共享,导致该生物体成为模式生物。果蝇是典型的例子,百年来科学家发明了很多果蝇研究技术,推而广之,使果蝇研究更兴旺。
今天,果蝇依旧是许多科学家的研究工具。美国最大的慈善机构霍华德·休斯医学研究所,近年以重金建立研究部门——Janelia农场,其领导者便是上世纪80年代发明果蝇转基因技术的鲁滨。在美国诺贝尔奖得主密度最高的洛克菲勒大学,近年招聘的9个新教职中,有3个是研究果蝇的。
研究果蝇,对高等动物又有什么意义?
相当多的人以为,研究果蝇早期发育可能对人类无意义,不过是科学家浪费钱钻牛角尖罢了。因为已知,果蝇的早期胚胎是合胞体,只有细胞核分裂,没有细胞膜分裂,直到几千个细胞核再开始形成细胞膜,才变成分开的细胞。而哺乳类胚胎,是一个细胞分裂成为两个细胞,几千个都是分开的细胞,不是几千个细胞核共用一个细胞,两者生物过程差别巨大。
这种差别让人们以为其原理也很可能不同,结果科学家研究了控制果蝇发育的基因后,再找哺乳类(包括人类)的相应基因,发现果蝇不仅在原理上和人相似,甚至在某些具体基因上也相似。因此,研究果蝇的发育,为研究高等动物的发育带来了根本的突破。
事实证明,研究果蝇对于遗传学,演化、发育生物学起了关键作用,也促进了神经生物学和细胞生物学等多个基础和应用学科的发展。
麦克阿瑟名言的后半句是“战士只消隐”。果蝇何时消隐,恐怕不是目前所能回答的。
5. 果蝇唾腺染色体在遗传学上有哪些作用
唾腺染色体处于体细胞染色体联会配对状态。并且唾腺染色体经过多次复制而并不分开,每条染色体大约有1000—4000根染色体丝的拷贝,所以又称多线染色体。
多线染色体经染色后,出现深浅不同、密疏各别的横纹,这些横纹的数目和位置往往是恒定的,代表着果蝇等昆虫的种的特征;如染色体有缺失、重复、倒位、易位等,很容易在唾腺染色体上识别出来。
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1881年E.G.巴尔比安尼首先在双翅目摇蚊(Chironomus)幼虫的唾腺细胞中观察到多线染色体,但未引起注意。1933年在遗传学成就的影响下T.S.佩因特在果蝇唾腺,E.海茨和H.鲍尔等在毛蚊属(Bibio)再次看到这种染色体后,人们才予重视。
此后在昆虫的多种组织如肠、气管、脂肪体细胞和马尔皮基氏管上皮细胞内以及在其他动植物的一些高度特化细胞如某些原生动物及附子属(Aconitum)植物的反足细胞里也发现了这种巨大染色体。
6. 果蝇唾腺染色体的遗传学意义
有性生殖中基因组合的广泛变异能增加子代适应自然选择的能力。有性生殖产生的后代中随机组合的基因对物种可能有利,也可能不利,但至少会增加少数个体在难以预料和不断变化的环境中存活的机会,从而对物种有利。
有性生殖还能够促进有利突变在种群中的传播。如果一个物种有两个个体在不同的位点上发生了有利突变,在无性生殖的种群内,这两个突变体必将竞争,直到一个消灭为止,无法同时保留这两个有利的突变。但在有性生殖的种群内,通过交配与重组,可以使这两个有利的突变同时进入同一个体的基因组中,并且同时在种群中传播。
此外进行有性生殖的物种其生活周期中都有二倍体的阶段。二倍体的物种每一基因都有两份,有一份在机能上处于备用状态。如果这个备用的基因发生突变,成为有新的功能的基因,但此时新功能还是潜在的。通过自发的重复和有性生殖中的遗传重组,这个新基因可与原有基因先后排列,这样便产生一个新的基因。二倍体物种可以用这样的方法使其基因组不断丰富。
由于上述原因,有性生殖加速了进化的进程。在地球上生物进化的30余亿年中,前20余亿年生命停留在无性生殖阶段,进化缓慢,后10亿年左右进化速度明显加快。除了地球环境的变化(例如含氧大气的出现等)外,有性生殖的发生与发展也是一个主要的原因。现存150余万种生物中,从细菌到高等动植物,能进行有性生殖的种类占98%以上,就说明了这一点。
7. 求作业答案:果蝇作为遗传学研究中
(1)X 雄、雌、雄 X W Y和X W X w (2)不能遗传 因为这种残翅性状仅仅是由环境条件的改变引起的,其遗传物质(基因)并没有发生改变 (3)方法步骤:让这只残翅雌果蝇与正常培养温度下发育的雄性残翅果蝇交配,并让其子代在正常培养温度下发育。 结果分析:若子代均为残翅果蝇,则这只残翅果蝇为纯合子aa;若子代中有长翅果蝇出现,则说明这只残翅果蝇为“表型模拟”。 (4)方法步骤:选多只长翅雄蝇和该残翅果蝇杂交,在正常 培养温度下培养、观察。 结果分析:若子代果蝇中,雌雄个体均出现长翅和残翅,则不是伴性遗传;若子代果蝇中,所有雌蝇均表现为长翅,雄蝇表现为残翅,则为伴性遗传。 |
8. 果蝇唾腺染色体在遗传学研究上的意义
多线染色体经染色后,出现深浅不同、密疏各别的横纹,这些横纹的数目和位置往往是恒定的,代表着果蝇等昆虫的种的特征;如染色体有缺失、重复、倒位、易位等,很容易在唾腺染色体上识别出来。
由于细胞分裂停止在间期,核物质螺旋化程度低而充分伸展,这种染色体比普通染色体大得多,宽约5um,长约2000um,是其体细胞中期染色体长度的100-200倍。伸展形式的DNA长度约为40000um,只需简单的染色和压片,就可以很容易地在光学显微镜下观察到。
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在果蝇唾腺细胞中每一个多线染色体都是经过大约9个循环的复制产生的,所以每条多线染色体至少包含了500-1000条单染色体(DNA纤丝),某些昆虫的多线染色体包含了多达16000条。经过醋酸洋红或地衣红染色后,在高倍光镜下就可以看到每条多线染色体都是由暗带和明间带直线交替组成的。
同时也已证明,大部分DNA存在于暗区带之内,每条区带都相应于染色体上染色粒的聚合区域,它能被碱性染料染得很深,孚尔根染色呈现阳性,而明间带则几乎不着色。以后又证明了每条区带都包括几个或几十个基因位点。
9. 果蝇作为遗传学研究的实验材料有哪些优点
果蝇作为遗传学研究的实验材料的优点主要体现在以下几个方面:
1、果蝇体内型小,体长不到半厘容米;饲养管理容易,既可喂以腐烂的水果,又可配培养基饲料;一个牛奶瓶里可以养上成百只。
2、果蝇繁殖系数高,孵化快,只要1天时间其卵即可孵化成幼虫,2-3天后变成蛹,再过5天就羽化为成虫。从卵到成虫只要10天左右,一年就可以繁殖30代。
3、果蝇的染色体数目少,仅3对常染色体和1对性染色体,便于分析。作遗传分析时,研究者只需用放大镜或显微镜一个个地观察、计数就行了,从而使得劳动量大为减轻。
4、又易于区分的性状,这一点与豌豆类似。