遗传与分子生物学实验 (1).pdf

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1、 实验一实验一 模式生物模式生物果蝇的观察和饲养果蝇的观察和饲养 在人类科学发展过程中，有许多生物被利用与研究，其中有几种生物的研究非常详尽透彻因而成为模式生物(model organism)，常见的模式生物如病毒类之T4 噬菌体，细菌类之大肠杆菌(Escherichia coli)，真菌类之酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)及面包霉菌(Neurospora)，昆虫类之果蝇(Drosophila melanogaster)，动物类之小白鼠、兔子，植物类之拟南芥菜(Arabidopsis thaliana)与玉米(Zea mays)以及开创近代遗传学研究的豌豆(Pisum

2、 sativum)。科学家利用上述各类模式生物，或研究其生理反应代谢过程或研究其基因遗传行为，获得许多完整而有系统的知识，其中具有相当程度之普遍性者，特称之为模式系统(model system)。一、一、实验目的实验目的 实验生物能成为模式生物一般都需具有很大的操作方便性，例如大肠杆菌快速繁殖与利用简单底物之特性，面包霉菌快速繁殖与各种易于辨认之孢子颜色，拟南芥菜小型的植株、短期的生命周期与简单的染色体组成，果蝇则具有生命周期短，操作简便，能产生大量后代，大量易辨认外表型态，繁殖容易且便宜等特点。本实验即对果蝇这种模式生物进行观察和饲养，了解并掌握其研究方法。二、实验原理实验原理 果蝇英文俗名

3、 fruit fly 或 vinegar fly，果蝇广泛地存在于全球温带及热带气候区，而且由于其主食为腐烂的水果，因此在人类的栖息地内如果园，菜市场等地区内皆可见其踪迹。除了南北极外，目前至少有1000个以上的果蝇物种(species)被发现，大部分的物种以腐烂的水果或植物体为食，少部分则只取用真菌，树液或花粉为其食物。果蝇的生活史生活史可分为下列几个时期：Egg 卵 静止停滞于基质(medium)表面 1 天 Larvae 1 一龄幼虫 于基质表面取食 1 天 Larvae 2 二龄幼虫 于基质上下蠕动翻爬取食 1 天 Larvae 3 三龄幼虫 于基质上下蠕动翻爬取食 3 天 Pupa

4、蛹 静止停滞于瓶壁 5 天 Imago 羽化后待其外骨骼与翅膀干燥硬化 1 至 3 小时 Adult 成虫 成虫，飞翔活动 30 至 50 天 果蝇生活史在 25下由卵至成虫约需 11 天，在 18则加倍，在 16则为 3倍。其它因素如过度拥挤与食物不足皆会影响果蝇在试验状况下之生育。雄果蝇于羽化后 12 小时可达到性成熟，雌果蝇则于羽化后 8 小时可达到性成熟。雌果蝇在 25下每小时可产卵 220 粒，在 16其产卵速率只有最适状况下之 20%，超过 32则停止产卵。雌果蝇一次交配所得精子可供 68 授精所需，雌果蝇交配后即不再欢迎再次之交配，但仍可能遭受强暴，如果受到再次交配后，所得之精子

5、有可能优先用于新卵之受孕。雄果蝇一天可交配十只雌果蝇。未交配 之雌果蝇称为处女蝇(Virgin female)，在受到雄果蝇产生之性费落蒙刺激下，仍然会产下不孕卵。果蝇营养需求果蝇营养需求 在不供给食物的情况下，果蝇可存活 50 小时左右，在不供给水的情况下，果蝇无法活过一天。蛹期果蝇在其正常 5 天生活周期下可取食其体重 35 倍之食物，雌果蝇在产卵期每日可取用与其体重等重之食物。果蝇成虫的食物内需有醣类，而蛹期果蝇则可只依赖酵母即可生育。果蝇培养基配制果蝇培养基配制 取三角瓶以适当大小之棉塞密闭开口，置入高温高压灭菌釜内，以 121，1.5 大气压消毒 12 至 15 分钟。消毒完成后，待

6、灭菌釜内压力降至常压后开启釜门使其半开，再以灭菌釜干燥培养瓶之棉塞 30 分钟，完成后取出使其冷却备用。果蝇培养基配方果蝇培养基配方 玉米粒粉 50 克 红糖 20 克 干燥酵母粉 1.5 克 琼脂（洋菜）10 克 水 600 毫升 添加丙酸作为防腐剂 果蝇培养操作果蝇培养操作 果蝇可利用乙醚麻醉，以方便试验操作。麻醉方法麻醉方法 取一麻醉瓶，瓶口应与培养瓶大小相仿，取一棉花塞，在塞入瓶口的一面滴加 3 滴乙醚，将果蝇转入麻醉瓶内，翻转麻醉瓶使其瓶口朝上，迅速将滴有适量乙醚的棉塞盖住麻醉瓶口，约一分钟左右果蝇倒卧于瓶底，即可将果蝇倒出进行操作。注意：过度麻醉将导致果蝇死亡过度麻醉将导致果蝇死亡

7、。果蝇操作方法果蝇操作方法 取新培养瓶一瓶，将棉塞略为松动，放置于右手侧，取欲转移之果蝇培养瓶置于左手侧，以左手握住瓶颈，两指轻扣棉塞顶部，以右手轻拍瓶底使果蝇掉落于培养基表面，将培养瓶置于左手侧，拔起棉塞以左手两指夹住棉塞外端，再将置于右手侧之新培养瓶棉塞拔起，以右手两指夹住棉塞外端，再以右手将新培养瓶倒扣于旧培养瓶上，再以左手握住两瓶口相接处，翻转使新培养瓶位于下方，然后以右手掌心轻拍新培养瓶瓶底，使果蝇掉落于新培养瓶瓶底，然后迅速盖上各瓶棉塞。进行杂交试验时，为避免麻醉的果蝇直接掉落于培养基表面而粘着于培养基表面致死，可将培养瓶横放，将麻醉的果蝇倒于瓶壁，待其苏醒后再将培养瓶正立。果蝇计

8、数果蝇计数 取一白纸，沿对角线对折然后展平，平置于桌面，将麻醉之果蝇倒于对角线折痕上，以尺、毛笔或解剖针拨弄果蝇使其均匀分散于对角线折痕上，然后沿对 角线将雌雄果蝇分类拨入各侧。再麻醉再麻醉 观察或计数过程中，果蝇可能苏醒，可准备一玻璃培养皿，内以胶带贴一小块棉球，滴入适量乙醚，培养皿口朝下置于一旁备用，如见果蝇翻身走动可将培养皿口朝下，盖于果蝇上方待其麻醉后再移开。果蝇型态观察果蝇型态观察 果蝇具有丰富的外表型态差异，包括眼色、眼形、翅形，刚毛形状与数目，请利用上课所提供的材料，比对下列图形观察。此外性别区分为进行果蝇杂交试验所必须，务必熟悉。雌雄果蝇主要特征雌雄果蝇主要特征 雌果蝇 个体较

9、大 腹部末端较尖 腹部背面有五条黑条纹 外生殖器较简单，有阴道板和肛上板等结构 腹部腹面有 6 个腹片 无性梳 雄果蝇 个体较小 腹部末端较钝 腹部背面有三条黑条纹，最后一条极宽，并延伸到腹面 外生殖器较复杂，有生殖弧、肛上板、阴茎等结构 腹部腹面有 4 个腹片 前腿跗节上有性梳 三、实验材料实验材料 材料材料 黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）棉花、麻醉瓶、毛笔、滤纸、平皿、镊子、解剖镜等 药品药品 乙醚、培养基 四、实验步骤实验步骤 1.果蝇生活史四个时期的观察 2.果蝇成虫外形的观察和雌雄性鉴别 3.突变型的诱变（选做）及观察 4.分别挑取 5 对野生果蝇和 5 对白眼果蝇到空瓶中饲养，贴上标签，写明杂交组合、日期、实验者姓名。饲养两周后供下次实验使用 五、结果与分析结果与分析 参见实验二，本次实验报告等杂交实验结束后上交。附图：雌蝇 雄蝇