孟德尔法律实验室:遗传学与果蝇

孟德尔在他种植豌豆的实验之前创造了两个主要定律。他创造的第一条定律是种族隔离定律。它说明基因对(等位基因)的两个成员在配子的形成中彼此分离。一半的配子携带一个等位基因，另一半携带另一个等位基因。［1］第二，独立分类法则。它指出，在配子的形成过程中，不同性状的基因相互独立地组合在一起。

这些定律是在豌豆植物中发现和形成的。他使用豌豆是因为豌豆通常是自花授粉的，但在这种情况下，孟德尔可以控制它们是否自花授粉。在他最初的实验中，孟德尔将一些幼花的雄蕊摘除，这样就不会发生自花受精，然后在每朵花上绑上一个袋子，这样就不会发生异花受精。

在雌蕊成熟后，他通过在豌豆植株的柱头上撒上其他具有对比性性状的豌豆植株的花粉，人工进行异花授粉。

在这个实验中,黑腹果蝇例如，果蝇将被用来代替豌豆。d . melanogastEr继续被广泛应用于遗传学、生理学、微生物发病机制和生命史进化等生物学研究。它之所以被普遍使用，是因为它是一种容易照顾的动物物种，有四对染色体，繁殖迅速，产卵多。d .腹害虫是一种常见的害虫在家庭，餐馆和其他占据食物供应的地方。[２]

假设

如果我们相信统治和隔离法则是正确的，那么如果我们让红眼睛的雌性和白眼睛的雄性交配，这些特征就会恰当地传递给后代。

材料

• 水果
• 两根透明塑料管
• 可以放在管子里的食物物质
• 放大透镜

过程

• 把一个水果放在外面5天。两种类型的果蝇每天都会出现:眼睛白色和红色的果蝇。这些是测试的唯一特征。
• 将1只红眼雌蝇和1只白眼雄蝇分别分离到交配能力合适的试管中，在适当的条件下，可将其分离成试管。
• 当幼虫形成后，取出双亲，防止与第一代交配。如果不引人注意地允许父母与F2代交配，这将使实验复杂化。
• 当苍蝇长大后，把它们冷冻一段时间，使它们不动。这不会伤害它们，只是让它们的翅膀冻结一会儿。
• 然后通过向下轻轻摇动试管将它们取出到一个干净的表面上。确保他们都出来了，因为每一只苍蝇都可能改变结果。
• 根据眼睛颜色和性别分离F2代。制作一个图表或列表，显示每个性别群体中苍蝇的确切数量，然后再用它们眼睛的颜色将它们分开。
• 分析结果。(为什么会有这样的结果?影响结果的关键因素是什么?)
• 然后在一个有食物物质的封闭试管中，将雄性与F2代的雌性交配。确保他们只来自F2代。
• 雌鱼产卵后，将其父母从试管中取出，以阻止未来与F3代的交配。
• 等待大约14到21天，苍蝇长成完整的成虫。
• 一旦幼虫长成成虫，再次冷冻管，使它们固定一段时间。
• 然后按照性别和眼睛颜色再次将他们分开。

观察

• 雄蝇的腿上有一个小的黑色梳子状碎片，不像雌蝇。
• 雌蝇明显比雄蝇大。
• F2代的果蝇都是红眼睛，但不全是雌性
• 双杂交后，白蝇开始增多。

分析

在其中一个瓶子里的一只雄蝇身上观察到一种被称为白眼的微小但离散的变异。我用正常的(红眼睛的)雌性果蝇饲养这只苍蝇。所有后代(F1)都是红眼。F1代的兄弟姐妹交配产生了第二代(F2)与一些白眼苍蝇，都是雄性。

为了解释这一奇怪的现象，我提出了“性别限制假说”，即今天所说的“与性别相关的性状”，我认为它是现在称为女性x染色体的一部分。在我的种群中还出现了其他基因变异，其中许多也被发现与性别有关。由于所有的性连锁性状通常是一起遗传的，我逐渐确信x染色体携带了一些离散的遗传单位，或因子。

我采用了丹麦植物学家威廉·约翰森(Wilhelm Johannsen)在1909年引入的“基因”一词，并得出结论:基因可能是在染色体上以线性方式排列的。值得赞扬的是，当我从两个独立的证据——育种实验和细胞学——看到一个可以用另一个来处理时，我拒绝了自己对孟德尔和染色体理论的怀疑。[３]

白色基因，缩写为w，是在果蝇中发现的第一个与性别相关的突变黑腹果蝇．我从一群黑腹果蝇果蝇，通常有深砖红色的眼睛。

将这只雄性果蝇与野生型的雌性果蝇杂交后，我发现其后代不符合孟德尔遗传的预期。第一代(F1)产生了1237只红眼后代和3只白眼果蝇，都是雄性。第二代(F2)产生了2459只红眼雌性，1011只红眼雄性，782只白眼雄性。

进一步的实验杂交让我得出结论，这种突变在某种程度上与决定性别的“因素”有关果蝇．我将这种性状命名为白色基因，现在缩写为w。

这就是Y染色体被引入的地方。Y染色体是哺乳动物(包括人类)和许多其他动物的两条性染色体之一。另一个是X染色体。在许多物种中，Y是决定性别的染色体，因为Y的存在与否决定了雄性或雌性。

在哺乳动物中，Y染色体包含了SRY基因，它可以触发睾丸发育。人类Y染色体的DNA由大约5900万个碱基对组成。由于Y染色体仅由父亲传给儿子，因此Y染色体DNA的分析可以用于家谱研究。

结论

首先，我将他发现的白眼睛雄性与一个正常的雌性杂交，然后我观察F1代的显性特征:所有后代的眼睛都是红色的。那么，白眼睛性状是否会像孟德尔所预测的那样，在F2后代中重新出现并分离呢?在F2组中，有3470只红眼苍蝇和782只白眼苍蝇，比例大致为3:1。考虑到隐性基因的一些缺陷，这与孟德尔的理论所预测的没有什么不同。

但在第一次实验中，有一个结果是孟德尔理论没有预测到的:所有白眼睛的苍蝇都是雄性!在这一点上，我从未见过白眼的雌性苍蝇。最简单的假设是，这样的苍蝇是无法存活的(这也可能解释了上面3:1比例的隐性基因缺失)。

如果F2雌性中有任何一个带有白眼性状但没有表现出来，那么应该通过与隐性亲本杂交的试验来揭示它。这是。将红眼F2雌性与最初的白眼雄性杂交，我得到129只红眼雌性，132只红眼雄性，88只白眼雌性，86只白眼雄性。同样，由于隐性基因的缺失，这与预期的1:1:1:1的比例相当差。

然而，重要的是有88只白眼雌性果蝇。显然，女性和白眼睛并非不可能。那么，为什么在最初的十字架上没有白眼睛的女性呢?［４］

参考书目

(2014年3月18日)。托马斯·亨特摩根2.0点。检索于2015年1月3日，出处:大英百科全书http://www.britannica.com/EBchecked/topic/392256/Thomas-Hunt-Morgan/5014/The-work-on-Drosophila

培生教育。(2008年6月7日)。概念1:回顾孟德尔定律．检索自BioCaoch活动:http://www.phschool.com/science/biology_place/biocoach/inheritance/laws.html

彼得森。(2006)。

维基百科:免费百科全书。(2014年12月31日)。黑腹果蝇．2015年1月2日，从维基百科:http://en.wikipedia.org/wiki/Drosophila_melanogaster

［1］(培生教育,2008)

[２](黑腹果蝇,2014)

[３](加兰,2014)

［４］(Peterson, 2006)