模式生物-果蝇
果蝇实验报告
果蝇实验报告果蝇实验报告引言：果蝇（Drosophila melanogaster）是一种常见的模式生物，因其短寿命、易于繁殖和基因组的简单性而被广泛应用于生物学研究。
本实验旨在通过观察果蝇的行为和遗传特征，探索其在遗传学和行为学领域的应用。
实验一：果蝇的繁殖与生命周期果蝇的繁殖能力强，每只雌蝇可产下数百个卵。
在实验中，我们选取了一对野生型果蝇，将其放置在含有适宜培养基的培养皿中。
经过一段时间的观察，我们发现果蝇卵孵化后，经历了卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段。
整个生命周期约为10天。
这一发现表明果蝇是一种适合进行短期实验的模式生物。
实验二：果蝇的觅食行为果蝇对于食物的敏感性极高，能够迅速定位到食物的存在。
在实验中，我们将果蝇放置在一个圆形培养皿中，将一块成熟的水果放置在圆心位置。
果蝇会通过触角和视觉来感知食物的存在，并迅速飞向食物。
这一实验结果表明果蝇在觅食行为中运用了多种感知方式。
实验三：果蝇的遗传特征果蝇的遗传特征是其成为模式生物的重要原因之一。
在实验中，我们通过交配不同基因型的果蝇，观察后代的表型变化。
例如，我们将一只长翅果蝇（Ww）与一只短翅果蝇（ww）交配，得到了一代杂合子（Ww）和纯合子（ww）的后代。
纯合子表现出短翅的特征，而杂合子表现出中等长度的翅膀。
这一实验结果展示了果蝇的遗传规律，即显性和隐性基因的表现。
实验四：果蝇的学习与记忆能力果蝇在学习和记忆方面也具有一定的能力。
在实验中，我们使用经典条件作用实验，将一种特定的气味与电击刺激同时呈现给果蝇，经过多次重复后果蝇会形成条件反射，即当闻到该气味时会表现出避开的行为。
这一实验结果显示果蝇具有学习和记忆能力，为研究学习和记忆的机制提供了一个简单而有效的模型。
结论：通过对果蝇的观察和实验，我们可以得出结论：果蝇是一种适用于遗传学和行为学研究的理想模式生物。
其短寿命、易于繁殖和遗传特征的简单性使得果蝇成为科学家们研究基因和行为的重要工具。
果蝇作为实验材料的优点
果蝇作为实验材料的优点
果蝇（Drosophila melanogaster）作为实验材料在生物学研究中被广泛应用，其
具有诸多优点，使其成为科学研究的理想模式生物。
首先，果蝇具有短世代时间，通常在25°C下，从卵到成虫仅需约10天时间，这使得研究者能够在短时间内进
行多代实验，加快研究进程。
其次，果蝇的生殖能力强，每对果蝇一生能产下数百个卵，这意味着研究者可以轻松获得大量实验材料，从而进行大规模的实验。
此外，果蝇的基因组已经被完全测序，研究者可以轻松获取其基因信息，进行基因功能和表达模式的研究。
果蝇的遗传特性也使其成为遗传学研究的理想模式生物，其遗传规律清晰，易于进行遗传交叉和基因突变实验。
此外，果蝇的生长条件简单，只需一些基本的食物和适宜的温度，就能够完成其整个生命周期的繁殖和生长，这使得果蝇成为实验室中易于饲养和管理的实验材料。
最后，果蝇的形态和生理特征相对简单，其发育过程也相对短暂，这使得研究者能够更加方便地观察其发育和生理过程，探究生命活动的规律。
综上所述，果蝇作为实验材料具有短世代时间、强生殖能力、完全测序的基因组、遗传特性清晰、生长条件简单以及形态和生理特征相对简单等诸多优点，这些优点使其成为生物学研究中不可或缺的模式生物。
果蝇的广泛应用，不仅推动了生物学研究的进展，也为人类对生命活动的认识提供了重要的支持和帮助。
因此，果蝇作为实验材料的优点是显而易见的，相信在未来的科学研究中，果蝇将继续发挥重要作用，为人类的科学探索做出更大的贡献。
生物学的各种模式动物
1、 线虫生活在土壤间水层，成虫体全长只有 0.1 公分，因以细菌为食 物，所以在实验室中极易培养。
2、又因为全身透明，研究时不需染色，即可在显微镜下看到线虫体内的 器官如肠道、生殖腺等；若使用高倍相位差显微镜，还可达到单一细 胞的分辨率。因此，线虫是研究细胞分裂、分化、死亡等的好材料。 又因为线虫仅有一千多个体细胞，所以它的所有细胞都可以澈底地观 察研究，这与人体数十兆的体细胞比起来，真是简单多了！
优点及科学价值
文昌鱼虽然是不起眼的小动物，但它是从低级无脊椎动物进化到高等 脊椎动物的中间过渡的动物，也是脊椎动物祖先的模型。
研究：由于文昌鱼在脊椎动物起源研究中的重要性, 这些年来发表的 论文主要是用文昌鱼的相关基因比较研究脊椎动物某些基因或基因家 族的演化, 或讨论脊索动物门内的大类群间的系统学关系。
华盛顿大学西雅图分校的一个研究团队一直在对一种水族馆里常见的 观赏鱼类──斑马鱼进行研究，试图解决人类听力丧失的问题。和许 多其他水生生物一样，斑马鱼在身体表面长有毛细胞。这些毛细胞的 作用是探测水中的振动，其原理与人类内耳中的毛细胞相似。但是， 与人类不同的是，斑马鱼的毛细胞在受损后还可以再生。研究人员希 望他们的工作可以揭开谜底，保护人类的毛细胞免受损伤、并推动毛 细胞的再生。
选择海兔进行研究则具有以下优点：
其一，海兔的神经系统十分简单，大约只有2万个神经细胞（而人脑 却有几千亿个）分别属于5对神经节，每个神经节含1000～2000个神 经元，而且 胞体大，有的直径可达1000μ，便于进行电生理、药理 学研究。
其二，单独一个神经节内的少量神经元就能完成某一个简单的学习行 为，便于问题的分析。
果蝇作为模式动物在生命科学中的应用
果蝇作为模式动物在生命科学中的应用当人们谈论生命科学时，常常会提到模式动物。
模式动物是指在研究某一领域时，经常被用作研究对象的生物物种。
它们具有较短的生命周期、简单的组织结构和相对较小的基因组，是科学家们研究生物学、遗传学和生理学等领域的重要工具。
而在众多的模式动物中，果蝇被广泛地应用于生命科学研究中。
本文将深入探讨果蝇作为模式动物在生命科学中的应用和意义。
1. 果蝇的基础遗传学果蝇(Drosophila melanogaster)是一种小型的果蝇科昆虫，与许多其它生物一样，它的遗传学是其作为模式动物的主要优势之一。
在成群结队地孕育、快速繁殖的果蝇实验室中，研究人员可以在短时间内在多代果蝇中进行基因变异和分析，了解某些特定的基因如何传递到下一代。
自从1909年第一次使用果蝇进行基因研究以来，科学家们发现了许多实用的遗传学工具，这些工具可以被应用于其他生物体中。
其中一项最具有实用性的工具是基因突变。
果蝇在一定程度上是由其基因组组成的。
如果某个基因发生突变，那么突变的基因就会影响到果蝇的身体特点。
例如，在经典的研究中，一些基因突变会导致果蝇变得白眼睛而非红眼睛。
随着科学家们对果蝇基因突变功能的研究，他们发现了许多与生物学相关的基因，其中一些基因同样适用于其他生物。
2. 果蝇在生物学研究中的应用除了应用于基因遗传学研究之外，研究人员在生物学、生理学和进化生物学等学科也可以使用果蝇作为模式动物。
这是因为果蝇有非常相似的器官和细胞结构，因此也适用于许多其他生物上发生的生物学问题的研究。
例如，科学家最近利用果蝇来研究肺炎杆菌如何引起肺炎。
通过向果蝇注入肺炎杆菌，科学家们能够看到一系列不断变化的生物学反应，包括围绕免疫系统的多种反应。
这些信息可以用来理解和探讨与人类免疫系统有关的问题。
此外，研究人员还可以利用果蝇来探究基因组学的一些普遍性问题。
果蝇的基因组中含有数千个基因，同样也含有许多重复基因序列，这些序列在其他动物和人类基因序列中很常见。
果蝇高考相关知识点
果蝇高考相关知识点果蝇(Drosophila melanogaster) 是一种常见的昆虫，也是遗传学研究中最重要的模式生物之一。
在高考生物考试中，果蝇是一个常见的考点。
下面将介绍果蝇的相关知识点，帮助同学们更好地准备考试。
一、果蝇的生命周期果蝇的生命周期包括卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段。
果蝇卵白色透明，约为0.5毫米长，通常在果蝇蛆繁殖的食物表面附近产卵。
孵化后的果蝇幼虫是白色的，有头和体节，通过不断蜕皮生长。
幼虫经过几次蜕皮后，进入蛹的阶段。
蛹是不活动的状态，外形有一点像木乃伊。
最后，在蛹内发育成熟的果蝇成虫会从蛹中爬出来。
二、果蝇的遗传实验果蝇由于其短的世代时间、小巧的体型和容易培养等特点，成为了遗传学研究的理想模式生物。
通过对果蝇遗传的实验研究，我们可以深入了解遗传变异的发生和遗传规律的探究。
其中最有名的实验是托马斯·亨特·摩尔根的果蝇遗传实验，他在果蝇身上首次观察到了连锁性状的存在，揭示了性连锁遗传的规律。
三、果蝇的性别决定机制果蝇的性别决定是有关性连锁等位基因决定的。
果蝇有33对染色体，其中一对为性染色体，雌性为XX，雄性为XY。
果蝇的性别由位于第三染色体上的性连锁基因决定，该基因在雌性为双态基因，而在雄性为单态基因。
这也是果蝇遗传实验时，通过观察眼色和翅型等性连锁的特征，可以判断出果蝇的性别的原理。
四、果蝇在发育生物学中的应用果蝇在发育生物学研究中被广泛应用。
果蝇的胚胎发育短且易于观察，通过观察果蝇胚胎发育过程中的基因表达和信号通路调控，可以深入了解发育的机制。
此外，果蝇的突变体资源丰富，研究人员可以通过研究不同突变株系来揭示基因在发育过程中的功能和调控。
五、果蝇在行为学研究中的应用果蝇也被广泛应用于行为学研究。
果蝇的神经系统相对简单，可以通过研究果蝇的行为来揭示基因在行为发育和行为调控中的作用。
例如，研究人员可以观察果蝇的觅食行为、睡眠行为和交配行为等，通过对不同基因突变株系的观察比较，可以探究基因在行为调控中的机制。
遗传学模式生物
遗传学模式生物遗传学模式生物是指在遗传学研究中起到模板作用的生物材料。
这些模式生物因其易培养、繁殖周期短、基因组较小、基因功能研究比较方便等特点，成为了基因遗传研究的主要研究对象。
下面我们将介绍几种经典的遗传学模式生物。
一、果蝇（Drosophila melanogaster）果蝇是最常见的遗传学模式生物之一，于1910年被孟德尔·摩根利用其眼色变异分离得到。
果蝇体形小，易于培养，其全基因组已经被测序，且存在大量研究成果和遗传工具，成为遗传学、发育生物学和神经科学等领域的重要研究对象。
尤其是因其生殖周期短，且交配能力强，可以快速进行杂交试验，使果蝇成为遗传分析中的经典模式生物。
二、酵母菌（Saccharomyces cerevisiae）酵母菌是一种单细胞真菌，因其生长迅速，培养容易，生殖周期短且易于遗传操作，故常被用于遗传学研究。
此外，酵母菌还被用于研究细胞增殖、细胞周期、基因表达、DNA修复等方面。
酵母菌基因组简单，且存在基因交换、基因敲除等遗传工具，为基因功能研究提供了重要平台。
拟南芥是作为植物学研究的器材而广为使用的植物模式生物。
拟南芥的基因组超过1亿碱基对，具有复杂的基因组结构和基因功能网络。
其短而精简的生长和生殖周期，揭示了生长和发育的分子机制。
同时，拟南芥还较为适合进行基因敲除和转基因实验，对于研究基因信号传递、细胞增殖及各种生物发育过程等，都有重要作用。
线虫是一种透明的微小生物，由于其简单而固定的神经系统、短的生命周期、清晰的细胞发育图像等特点，已成为研究神经科学、发育生物学、遗传学等问题的著名模式生物。
线虫基因组大小适中，缺乏组蛋白修饰，遗传稳定性高且存在基因的绝对性表达和完整的遗传工具，为遗传和发育的研究提供了重要手段。
五、小鼠（Mus musculus）小鼠因为其与人类基因组相似度较高，其常常被用于疾病模型的构建和基因功能研究。
鼠类基因组已经被完整测序，此外，小鼠还包括了许多基因敲除、转基因技术和DNA克隆等遗传工具，可用于探索小型RNA调节、遗传重组、细胞信号传递等生命科学中的重要问题。
果蝇作为遗传学研究的模式生物
果蝇作为遗传学研究的模式生物遗传学是生物科学的一个重要分支，研究基因的遗传规律和变异机制。
而果蝇（Drosophila melanogaster）作为遗传学研究的模式生物，已经成为了众所周知的实验动物。
果蝇是一种小型昆虫，身长约3-4mm，全球广泛分布，包括温带和热带地区。
它们具有很短的生命周期和高繁殖能力，而且容易饲养，所以成为了常用的实验动物。
首先，果蝇的遗传学特性易于研究。
果蝇基因组大约有1.5亿个碱基对，但仅有4个染色体，共有约1.4万个基因。
果蝇基因的构成和人的相似，但相对更加简单，研究起来更加容易。
此外，果蝇的遗传特性有利于繁殖和实验。
果蝇的幼虫生长很快，短短几天就能从卵变成成熟的蝇。
幼虫排卵的同时，可使用小软笔将需求者转移到新培养罐中。
在实验室饲养期间，只需提供酵母、干粉和一点点糖等简单的食物，就能让果蝇良好饲养。
其次，果蝇在许多遗传过程上都与人类有相似的基因。
例如，果蝇的基因LOV-2可以被用在构建光敏剂科研里研究光导制物理特性的生物系统。
此外，通过对果蝇进行基因操作或人工选择，可以研究基因、性状、行为和发育等方面的遗传特性，这对确定一个遗传特征的起源和功能有很大的帮助。
最后，果蝇也用于疾病的研究。
科学家们已经发现许多人类相关基因在果蝇中同样存在，并且这些基因的结构和功能也类似于人类。
因此，将果蝇用于疾病研究，对于畜产品中的致病菌和新药物的测试都有很大的作用。
总的来说，由于其生命周期短、繁殖快，而且易于饲养、研究，以及和人类基因类似等特点，果蝇被公认为是遗传学研究的理想模式生物。
在未来，相信果蝇还将继续为这一领域的研究做出更加杰出的贡献。
果蝇大实验实验报告
一、实验目的1. 了解果蝇的生物学特性及其生长发育过程。
2. 掌握果蝇的遗传规律和基因突变方法。
3. 培养实验操作技能，提高观察和分析能力。
二、实验原理果蝇（Drosophila melanogaster）是一种广泛应用于遗传学研究的模式生物，具有以下特点：1. 生命周期短，易于观察和实验操作。
2. 遗传背景明确，便于基因定位和功能研究。
3. 生长发育过程中形态变化明显，便于观察和记录。
本实验通过观察果蝇的生长发育过程，分析其遗传规律，并利用基因突变方法研究基因功能。
三、实验材料与仪器1. 材料：果蝇、培养基、酵母提取物、果糖、琼脂、显微镜等。
2. 仪器：恒温培养箱、解剖镜、酒精灯、镊子、剪刀、吸管、滴管等。
四、实验步骤1. 果蝇培养（1）将果蝇置于恒温培养箱中，保持温度在25-28℃。
（2）将酵母提取物、果糖和琼脂按比例混合，制成培养基。
（3）将培养基倒入培养皿中，待凝固后放入果蝇。
2. 观察果蝇生长发育过程（1）每天观察果蝇的生长发育情况，记录其形态特征、生长速度等。
（2）通过显微镜观察果蝇的生殖器官、染色体等结构。
3. 基因突变实验（1）利用化学物质或物理方法诱导果蝇基因突变。
（2）观察突变果蝇的表型变化，分析突变基因的功能。
4. 数据分析（1）将实验数据整理成表格，进行统计分析。
（2）分析果蝇生长发育规律、遗传规律和基因突变结果。
五、实验结果与分析1. 果蝇生长发育过程（1）果蝇从卵到成虫的生长周期约为10-12天。
（2）卵孵化后，幼虫期约3-4天，幼虫发育过程中形态逐渐变化。
（3）幼虫化蛹，蛹期约4-5天，蛹形态发生显著变化。
（4）蛹羽化为成虫，成虫交配、产卵，继续繁殖后代。
2. 果蝇遗传规律（1）果蝇具有明显的遗传规律，遵循孟德尔遗传定律。
（2）通过观察果蝇的表型，可以推断其基因型。
（3）基因突变实验表明，某些基因突变会导致果蝇表型发生变化。
3. 基因突变结果（1）通过化学物质或物理方法诱导果蝇基因突变，部分突变果蝇表现出表型变化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
➢ 果蝇的基本特点 ➢ 果蝇相关的研究成果 ➢ 果蝇的遗传操作工具 ➢ 果蝇在人类疾病机制研究中的应用
✓ 主要优点：
• 个体小，饲养成本低； • 生命周期短，繁殖能力强； • 遗传操作手段成熟，突变体资源丰富； • 有比较复杂的行为能力 • 基因组测序已经完成（2000年）。
104
染色体重排
❖ Inversion （倒位）
ab
ba
❖ Translocation（易位）
❖ Compound chromosome （复合染色体）
❖Duplications （重复） ❖Deficiencies （缺失）
平衡系染色体（balancer）
1、多个位点的大段倒 位，使之不能和正常染 色体发生重组。 2、带有隐形致死突变， 不能纯合。 3、带有显性表型标记， 易于辨别。
1933年诺贝尔生理学或医学奖。
Hermann J. Muller 赫尔曼-缪勒
摩尔根的学生，被誉为 “果蝇的突变大师”。 发现X线照射可引起基因 突变，为人工诱导突变 开辟了重要途径。 1946年诺贝尔生理学或 医学奖。
埃德华·刘易斯 克里斯蒂纳·福尔哈德 埃里克·威斯乔斯
以果蝇为实验材料，筛选了上百个控制胚胎早期发育 的基因，揭开了胚胎如何由一个细胞发育成完美的特化器 官的遗传秘密。获得了1995年诺贝尔生理学或医学奖。
果蝇的性别决定
X染色体与常染色体的比例
=1，雌蝇 =0.5 雄蝇
• X/Y, 2A 雌蝇 • X/X, 2A 雄蝇 • X/0, 2A 不育的雄蝇 • X/X/Y, 2A 可育雌蝇
Y染色体不是果蝇雌雄的决定因素，它只与育性有关。
黑腹果蝇染色体
多线染色体（polytene chromosome）：果蝇唾液腺中一种缆状的巨大染色体，由 核内有丝分裂产生的多股染色单体平行排列而成。
FokI nuclease domain (Fn)
TALEN
CRISPR/Cas9
基因打靶与定点整合的结合
Genomic Engineering
SIRT (site-specific integrase-mediated repeated targeting)
IMAGO (integrase-mediated approach for gene knock-out)
转座子剪切
P-element介导的转基因
带有P-element及标记基因的质粒+del2-3质粒（提供转座子酶）
转化
显微注射
受精卵的准备
Syncitial blastoderm
Germ cells
phiC31介导的定点转基因
attP
fC31
attB
transgenic insertion
黑腹果蝇不同性状
果蝇资源
果蝇突变体库
➢ 果蝇的基本特点 ➢ 果蝇相关的研究成果 ➢ 果蝇的遗传操作工具 ➢ 果蝇在人类疾病机制研究中的应用
Thomas Morgan 托马斯-摩尔根
被称为“遗传学之父”。
用果蝇证实了孟德尔定律，发 现了果蝇白眼突变的性连锁遗 传，提出了基因在染色体上直 线排列以及连锁交换定律。
X射线
➢ 诱导突变 ➢ 诱导有丝分裂交换 ➢ 引起体细胞辐射损伤
转座子：可移动的遗传因子
Corn (maize) varieties
1983年诺贝尔生理学及医学奖
Barbara McClintock 1902-1992
转座子诱导的突变
正向遗传学 具有随机性，常常不能得到实验需要的突变体。
反向遗传学 ➢ 转座子剪切 ➢ 转基因 ➢ RNAi ➢ 基因打靶
▪ 染色体小：3对常染色体，1对性染色体 ▪ 基因组大小约为120Mb ▪ 约13,600 基因 ▪ 75%的人类已知致病基因中在果蝇中有同源序列
✓ 应用：
• 癌症 • 神经退行性疾病 • 免疫 • 衰老 • 行为学
黑腹果蝇生活史
果蝇的雌雄分别
雌
雄
sex combs
处女蝇（virgin female）
attR
attL
• Co-injection of attB-construct DNA with fC31 mRNA into attP embryos • ~ 10-50% integration rate
RNAi
基因打靶
果蝇基因打靶杂交流程
目标基因的断裂可增加同源重组发生的概率
ZFN
FokI nuclease domain (Fn)
➢ 果蝇的基本特点 ➢ 果蝇相关的研究成果 ➢ 果蝇的遗传操作工具 ➢ 果蝇在人类疾病机制研究中的应用
果蝇遗传学方法
正向遗传学 EMS Phenotype
Mutant
white1118
X chromosome
Gene
自发突变 化学试剂诱变
射线诱变 转座子介导的突变
反向遗传学
Phenotype
Mutant
❖ BX：「双胸」突变果蝇
❖ 「同源异型转变」（homeotic transformation）：将身体一部分 构造变为另一相似构造的转变。造 成这类转变的基因就称为同源异型 基因（homeotic gene），主要为 转录因子。
基因的功能与身体发育有关
理查德·阿克塞尔
琳达·巴克
阿克塞尔和巴克以果蝇为研究材料，从分子 层面到细胞组织层面清楚地阐明了嗅觉系统的作 用机理，因而获得2004年诺贝尔生理学或医学奖。
果蝇的系统命名法
f; cn bw; TM2/tra C(1)RM,y2/Y; In(2LR)O, Cy/Sco; ciD/eyD
果蝇基因的命名
配体 bride of sevenless（boss）
受体
sevenless
信号分子 son of sevenless（sos）
染色体交换
雄蝇中不会发生！
* white
X chromosome
Gene
*
转座子剪切 转基因 RNAi
基因打靶
化学诱变剂
(EMS, 甲基磺酸乙脂)
(MMS, 甲磺酸甲酯 ),
(TEM,三乙基三聚氰胺)
(ENU, 乙烷基亚硝基脲)
( ICR-170, 吖啶诱变剂)
(Formaldehyde, 甲醛)
(DEB, 二环氧丁烷)
EMS 在果蝇基因组中平均每400kb可诱导一个点突变， 这一点突变80%是G/C到A/T的转换。