遗传学实验报告——果蝇杂交实验

果蝇双因子杂交、伴性遗传杂交和三点测交

实验目的：

学习果蝇杂交方法、遗传学数据统计处理方法；实验验证自由组合规律、伴性遗传规律；通过三点测交学习遗传作图。 实验原理: 1. 双因子杂交

本实验使用18号野生型果蝇和14号纯合黑檀体、残翅果蝇进行杂交，其中黑檀体对灰体为隐性，残翅对长翅为隐性，两对基因位于非同源染色体上。

正交 反交

18♀×14♂ 14♀ × 18♂

F1 灰长

F1 灰长

P灰长 黑残

P黑残

灰长

⊗ ⊗

F2: 灰长：灰残：黑长：黑残=9：3：3：1 F2: 灰长：灰残：黑长：黑残=9：3：3：1

双因子杂交遗传图解 2. 伴性遗传杂交

本实验使用18号野生型果蝇与纯合白眼果蝇杂交，其中白眼相对于红眼是隐性性状，白眼基因位于X染色体上。

正交 反交

18♀ × w♂ w♀ × 18♂

P X+X+ XwY

♀红眼 ♂白眼 F1: X+Xw X+Y

P XwXw X+Y

♂白眼 ♀红眼 F1: X+Xw XwY

⊗ ⊗

+ X+ X+Xw X+ Y Xw Y F2: X+Xw Xw Xw X+ Y Xw Y F2: X ♀红眼 ♀白眼 ♂红眼 ♂白眼 ♀红眼 ♀红眼 ♂红眼 ♂白眼 1 : 1 : 1 : 1 1 : 1 : 1 : 1

伴性遗传图解

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3. 三点测交

本实验使用6号纯合白眼、卷刚毛、小翅果蝇与18号野生型果蝇杂交，获得F1代后再自由交配即可获得具有8种表型的测交F2代。白眼、卷刚毛、小翅均为X染色体上的隐性性状。

P 6号♀（wsnm/wsnm） × 18号♂(+++/Y)

白卷小 红直

F1: ♀(+++/wsnm) ♂(wsnm/Y)

⊗（测交） 红直长（+++） 白直长（w++） 红直小（++m） 红卷长（+sn+） 白卷小（wsnm） 红卷小（+snm）白卷长（wsn+）白直小（w+m） F28种表型 实验材料：

18号野生型果蝇 ，14号纯合黑檀体、残翅果蝇，白眼果蝇，6号纯合白眼、卷刚毛、小翅果蝇；麻醉瓶、酒精灯、玻璃板、毛笔、培养管、酒精棉球、乙醚、解剖镜 实验步骤：

1. 杂交前提前将装有不同表型果蝇培养管中的成年果蝇全部放出，确保8-10小时后培养管

中的雌果蝇都是刚刚孵化的处女蝇。 2. 将所用麻醉瓶、玻璃板、毛笔等用酒精消毒。

3. 分别取不同基因型果蝇麻醉（不能致死），将雌雄果蝇分开，按下表分装到6个不同的

培养管，每管各放2-4对果蝇，是为亲本。

1 2 3 4 5 6 双因子正交：18♀ × 14♂ 双因子反交: 14♀× 18♂ 伴性遗传正交: 18♀ × W♂ 伴性遗传反交: W♀× 18♂ 三点测交：6♀× 18♂ 三点测交：6♀× 18♂ 4. 待培养管中果蝇全部苏醒后，将培养管置于25℃培养箱培养一周。 5. 第二周，将培养管中的亲本果蝇全部倒掉，培养管继续25℃培养。

6. 第三周，消毒处理后，分别将培养管中的F1代果蝇麻醉，区分雌雄，统计表型及个数。

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将同一管中的果蝇任选雌雄4-5对放入新制的培养管中，待果蝇全部苏醒后于25℃培养箱培养一周。

7. 第四周，倒掉全部F1代果蝇，培养管继续25℃培养。

8. 第五周，区分雌雄，统计所有培养管中的果蝇表型及数目，并汇集全班各组数据进行数

据分析和染色体作图。 实验结果及数据处理： 1. 双因子杂交

正交 反交

18♀×14♂ 14♀ × 18♂

F2: 灰长 灰残 黑长 黑残 195 50 67 17 双因子正交 X2检验

F2表型 灰身长翅 195 185.1 98.01 0.53 黑身长翅 50 61.7 136. 2.22 灰身残翅 67 61.7 28.09 0.46 黑身残翅 17 20.6 12.96 0.63 总计 329 329 3.84 F2: 灰长 灰残 黑长 黑残 112 49 16 16 F1 灰长 ♀ 68 ♂ 78 F1 灰长 ♀ 14 ♂ 9 P灰长

黑残

P黑残

灰长

⊗ ⊗

O E (O-E)2 (O-E)2/E 自由度df=4-1=3，当P=0.10时，查表知，3.84<6.25，因此0与E在10%显著水平上差异不显著，遗传学上可以认为观察频数与理论频数间的差异属于随机误差，双因子正交符合孟德尔自由组合定律。

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双因子反交X2检验

F2表型 灰身长翅 112 108.6 11.56 0.11 黑身长翅 49 36.2 163.84 4.53 灰身残翅 16 36.2 408.04 11.27 黑身残翅 16 12.1 15.21 1.26 总计 193 193 17.17 O E (O-E)2 (O-E)2/E 自由度df=4-1=3，当P=0.01时，查表知，17.17>11.35，因此0与E相符合的概率显著小于1%，实验所得数据与按孟德尔第二定律所预期的数据偏差较大，不可能完全由随机误差导致，所以双因子反交可能不符合孟德尔自由组合定律或是孟德尔自由组合定律出现的明显例外。

分析产生明显例外的原因。从反交F2代各表型和相应的数量来看，若只看翅的遗传，则长翅：残翅≈5：1；若只看体色的遗传，则灰身：黑檀体≈2：1。无论哪一对性状都偏离了孟德尔基因分离定律。如果排除实验偶然因素的影响，仅仅考虑到残翅突变比黑檀体突变对果蝇生存的影响更大，那么例外确实有可能是残翅降低了果蝇的生存能力，使残翅果蝇存活率低造成的。但矛盾在于残翅对果蝇的影响主要体现在成虫期，而且正交实验与理论比较符合，表明这种突变对实验室果蝇生存的影响并不明显。

以下是各小组双因子反交实验F2表型统计结果： 1 2 3 4 5 6 总计 灰身长翅 17 17 13 17 25 23 112 黑身长翅 7 11 9 8 4 10 49 灰身残翅 1 10 1 0 1 3 16 黑身残翅 2 5 4 3 1 1 16 总计 27 43 27 28 31 37 193 灰残比例 3.7% 23.3% 3.7% 0 3.2% 8.1% 8.3% 由表可知，除了2组，其余5组灰身残翅果蝇在数量比例上都比理论预期18.8%低很多，因此可以基本排除偶然因素造成例外的可能性。因此实验结果的例外可能另有原因。

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2. 伴性遗传

正交 反交

18♀ × w♂ w♀ × 18♂

P X+X+ XwY

♀红眼 ♂白眼 F1: X+Xw X+Y ♀红眼 ♂红眼 29 23 P XwXw X+Y

♂白眼 ♀红眼 F1: X+Xw XwY ♀红眼 ♂白眼

47 ⊗

F2: X+ X+ X+Xw X+ Y Xw Y ♀红眼 ♀白眼 ♂红眼 ♂白眼 199 2 102 95

伴性遗传正交X2检验

⊗

F2: X+Xw Xw Xw X+ Y Xw Y ♀红眼 ♀白眼 ♂红眼 ♂白眼

86 76 80 95 ♂白眼 95 99.5 20.25 0.20 总计 398 398 0.26 F2表型 ♀红眼 199 199 0 0 ♂红眼 102 99.5 6.25 0.06 O E (O-E)2 (O-E)2/E 自由度df=3-1=2，当P=0.10时，查表知，0.26<6.25，0与E在10%显著水平上差异不显著，遗传学上可以认为观察频数与理论频数间的差异属于随机误差，伴性遗传正交符合理论预测规律。

但是，伴性遗传正交中出现了理论预测之外的结果（2只♀白眼）。异常表型的产生可减数Ⅱ期Xw Xw未分离，产生Xw XwX+能是由F1代雌果蝇产生配子时减数发生异常，基因型（初级例外）导致的。

伴性遗传反交X2检验

F2表型 ♀红眼 86 84.25 ♀白眼 76 84.25 ♂红眼 80 84.25 ♂白眼 95 84.25 总计 337 337 O E

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(O-E)2 (O-E)2/E 3.06 0.04 68.06 0.81 18.06 0.21 115.56 1.37 2.43 自由度df=4-1=3，当P=0.10时，查表知，2.43<6.25，因此0与E在10%显著水平上差异不显著，遗传学上可以认为观察频数与理论频数间的差异属于随机误差，伴性遗传反交符合预期规律。

3. 三点测交

P 6号♀（wsnm/wsnm） × 18号♂(+++/Y)

白卷小 红直长

F1: ♀(+++/wsnm) ♂(wsnm/Y)

红直长 白卷小 52

⊗（测交）

F2代表型及数量统计表

表型 各小组观察数 1 50 21 9 1 3 3 0 0 2 66 40 6 7 6 1 0 2 3 22 7 10 1 7 1 0 0 4 20 20 7 2 4 2 1 0 5 34 19 4 4 3 3 0 0 6 52 29 3 1 9 4 0 0 7 29 12 4 4 13 4 2 1 总数 273 148 43 20 45 18 3 3 红直长（+ + +） 白卷小（w sn m） 白直长（w + +） 红卷小（+ sn m） 红直小（+ + m） 白卷长（w sn +） 红卷长（+ sn +） 白直小（w + m） 根据各小组汇总的数据，可得 各个基因的重组率为： RF(sn-m)=(45+18+3+3)/553≈0.125=12.5% RF(w-sn)=(20+43+3+3)/553≈0.125=12.5% RF(w-m)=(45+18+20+43)/553≈0.228=22.8%

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由RF值可得sn-m间的图距是12.5cM，w-sn间的图距是12.5cM，因此三种基因在染色体上的排列顺序如下：

12.5 12.5 w sn m 22.8+1.1×2=25.0

根据RF(sn-m)和RF(w-sn)，理论双交换的频率约为12.5%×12.5%=1.6%，实际观察到的双交换率为约(3+3)/553=1.1%，可得并发系数为：

C=观察到的双交换率 / 两个单交换率的乘积=1.1% / 1.6% = 68.8% 干涉系数I = 1– C = 1- 68.8% = 31.2% 实验反思：

1.对双因子反交不符合孟德尔自由组合定律的解释。（见数据分析）。 2.对伴性遗传正交F2代有白眼雌蝇出现的解释（见数据分析）。 3.三点测交染色体作图（见数据分析）。 4.实验感想。

果蝇杂交实验是遗传学经典实验，尤其是伴性遗传杂交，具有极为清晰的思路和历史上非常重要的结论。本次亲身体验果蝇杂交实验历时一个多月，从实验结果来看，除了双因子杂交实验的实验结果稍稍令人困惑以外，其它实验的结果都与理论比较契合，不仅验证了孟德尔遗传规律在大多数情况下的普适性，而且使在课本上学到的三点测交和染色体作图得到了实践的巩固。实验数据的统计处理过程锻炼了条理、严谨的思维习惯。

从实验过程来看，果蝇杂交实验是一个很节省时间的实验，需要动手操作的时间并不多，而且得益于实验材料的方便性，实验从设计到得到一次实验结果的时间也很短，可见实验材料的选择对实验进度有决定性的作用。实验过程需要许多人一起参与，这样不仅可以加快工作速度，也可以进行数量更大的杂交，得到更有代表性的结论，可见团队合作对实验的成功也很关键。

实验过程中为了杂交需要，我们用过量乙醚毒死了无数只果蝇，最后向这些为了教学需要而献身科学的小动物表示真诚的敬意。

后来得知，本实验三点测交的数据有小组成员掺假，很可耻啊！导致所得结果与理论值相差不小，所以本实验报告仅供参考。

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