实验一、果蝇的饲养与形态观察
一、果蝇简介
果蝇是在世界各地常见的昆虫，属于昆虫纲，双翅目，果蝇科，果蝇属。果蝇属有3000多种，我国已经发现800多种，遗传学研究中通常用的是黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）。作为遗传学研究的材料，果蝇具有非常突出的优点，它形体小，生长迅速，繁殖率高，饲养方便，世代周期短，约12 d就可繁殖一代，突变性状多，染色体数目少，基因组小，实验处理十分方便，容易重复实验，便于观察和分析。果蝇的遗传学研究广泛而深入，尤其在基因分离、连锁、互换等方面十分突出，为遗传学的发展作出了突出的贡献。目前果蝇仍然是遗传学、细胞生物学、分子生物学、发育生物学等研究中常用的模式动物。
二、实验目的
1. 掌握果蝇的基本特征及鉴别雌雄果蝇的方法，熟悉常见突变型。 2. 了解果蝇生活周期特征及各阶段的形态变化。
三、实验材料
仪器设备：显微镜、指型管、毛笔。
药品与试剂：乙醚、玉米粉、酵母粉、蔗糖、丙酸。
四、实验内容和步骤
1. 生活周期的观察
果蝇的生活史：果蝇与家蝇是不同的种，是完全变态昆虫，其完整的生活周期可分为4个明显的时期，即卵、幼虫、蛹和成虫。用放大镜从培养瓶外即可观察到这四个时期，也可取出用立体解剖镜仔细观察。
果蝇的生活周期长短与温度关系很密切，低温使生活周期延长，生活力减低，高于30℃使果蝇不育甚至死亡。果蝇培养的最适温度为20～25℃，25℃培养条件下果蝇从受精卵到成虫约10 d，其中卵和幼虫期5 d，蛹4 d。成虫果蝇在25℃条件下约成活15 d。
卵：受精卵白色，椭圆形，腹面稍扁平，长约0.5 mm，在前端背面伸出一触丝，它能使卵附着在食物上。
幼虫：受精卵经24 h就可孵化成幼虫，幼虫经两次蜕皮到第三龄期体长可达4～5 mm。肉眼观察可见幼虫一端稍尖为头部，上有一黑色的钩状口器。
蛹：幼虫生活4 d左右即开始化蛹。化蛹前三龄幼虫停止摄食，爬到相对干燥的表面，如培养瓶壁，渐次形成一个菱形的蛹，起初颜色淡黄、柔软，以后逐渐硬化变成深褐色，此时即将羽化。
成虫：刚从蛹壳中羽化出来的果蝇，虫体较肥大，翅膀还未展开，体表也未完全几丁质化，所以呈半透明的乳白色。透过腹部体壁还可以观察到消化道和性腺。约1 h后，蝇体即
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变为粗短椭圆形，双翅伸展，体色加深，如野生型果蝇初为浅灰，后变成灰褐色。
成虫果蝇羽化后8 h即可交配。雄果蝇的精子可贮存于雌果蝇的受精囊，以后逐渐释放到输卵管，雌蝇2 d后即开始产卵，最初几天每天可产50～70个，随后逐渐减少。
2. 果蝇的形态特征和常见突变的类型
果蝇的雌雄性别的鉴别
果蝇有雌雄之分，幼虫时很难区别，但成虫区别很容易。雄性的腹部环纹5节，末端钝而圆，颜色深。第一对足的跗节前端表面有黑色鬃毛流苏，称性梳；雌性腹部环文7节，末端尖，颜色浅，跗节前端无黑色鬃毛性梳。雄性个体一般比雌性小。
一些常见的突变性状
果蝇的突变性状很多，已知的达几百种，并且随着研究的深入会发现或诱变产生更多的突变性状。果蝇的许多突变都是明显而且稳定的，大多是形态变异，容易观察。
3. 果蝇的麻醉的方法
对果蝇进行检查时，一般用乙醚进行麻醉，使其保持静止状态。由于果蝇对乙醚比较敏感，因此麻醉时应根据实验要求而定，作种蝇以轻度麻醉为宜，做观察时可深度麻醉，致死也可。麻醉程度是实验成功与否的关键步骤，麻醉不够，果蝇就会飞掉，麻醉过头又会杀死果蝇。果蝇翅膀外展45度角表示已经死亡。
麻醉的操作步骤如下：
1) 轻摇或轻拍培养瓶使果蝇落到培养瓶底部。
2) 右手两指取下培养瓶塞，迅速将麻醉瓶口与培养瓶口对接严密。 3) 左手握紧两瓶接口处， 倒转使培养瓶在上。
4) 紧握两瓶接口，使两瓶稍微倾斜，右手轻拍培养瓶将果蝇振落到麻醉瓶中。注意不要让培养瓶中的培养基掉入麻醉瓶中，如培养基已变得太稀而易脱落，可采用麻醉瓶在上，而用黒纸或双手遮住培养瓶，使果蝇趋光自动飞入麻醉瓶中。
5) 当果蝇进入麻醉瓶后，迅速分开，将两瓶各自盖好。然后再将麻醉瓶的果蝇拍到瓶底，迅速拔开塞子，在塞子上滴几滴乙醚，重新塞上麻醉瓶。
6) 观察麻醉瓶中的果蝇，约半分钟后果蝇便不再爬动，转动瓶子，果蝇在瓶壁上站不稳，麻醉就算成功了，即可倒在白瓷板上进行观察。
7) 果蝇麻醉状态通常可维持5～10 min，如果观察中苏醒过来，可进行补救麻醉，即用一平皿，内贴一带乙醚的滤纸条，罩住果蝇形成一临时麻醉小室。
4. 果蝇培养
将果蝇移入新培养瓶时，须将瓶横卧，并在培养基上薄博铺上一层玉米粉，然后接入5～10对果蝇，待果蝇清醒后，再把培养瓶竖起，以防果蝇粘在培养基上。
果蝇培养基
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A：糖6.2 g，加琼脂0.62 g，再加水38 ml。煮沸溶解。 B：玉米粉8.25 g，加水38 ml，加热搅拌均匀。
A、B混和加热后成糊状后，加0.5 ml丙酸，充分混匀后，再加0.7 g酵母粉，搅拌均匀后，趁热分装至指型管中，每管约2 cm厚。
注意事项
分装时不要把培养基倒在瓶壁上。刚配制完的培养基放凉后在瓶壁上会有许多水滴，这时如果将果蝇放进去，水滴可能将果蝇的翅膀粘住。为避免发生此事，可将配好的果蝇培养基放置温箱内2～3 d，待水分蒸发后再使用，或用酒精棉球将瓶壁上的水分擦掉。
5. 实验交配
果蝇雌体生殖器官有受精囊，可保留交配所得的大量精子，能使大量的卵受精，因此在做品系间杂交时，雌体必须选用处女蝇。雌果蝇一般孵出8 h后才会交配，所以把老果蝇除去后，8 h内所收集到的雌蝇必定为处女蝇。由于雌蝇两天内不产卵，所以雄果蝇可以直接放到处女蝇培养瓶中。
实验二、果蝇唾腺染色体观察
一、实验原理
唾腺染色体是一类存在于双翅目昆虫，如果蝇、摇蚊幼虫唾液腺中的巨大染色体，双翅目昆虫的消化道细胞发育到一定阶段之后就不再进行有丝分裂，而永久停留在分裂间期。但随着幼虫的生长，唾液腺染色体仍不断地进行自我复制而且不分开，经过多次的复制形成约1000～4000拷贝的染色体丝，合起来直径达5 μm，长度达400 μm，比普通细胞中期染色体大约100～150倍，所以称为多线染色体或者巨大染色体。
唾腺染色体的另外一个特点是体细胞中同源染色体处于紧密配对状态，这种状态称为“体细胞联会”。在以后不断的复制中仍不分开，由此成千上万核蛋白纤维丝结合在一起，紧密盘
绕。所以细胞中染色体只呈单倍数。黑腹果蝇的染色体数目2n＝8，其中第II、第III染色体为中部着丝粒染色体，第IV和第I（X染色体）染色体为端着丝粒染色体。唾腺染色体形成
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图 果蝇有丝分裂中期染色体形态示意图
时，染色体着丝粒和近着丝粒的异染色质区聚于一起形成一个染色体中心，所以在光学显微镜下可见染色中心伸出6条配对的染色体臂，其中5条为长臂，1条为紧靠染色体中心的很短的臂。
唾腺染色体经染色后，呈现颜色深浅不同、疏密各异的横纹。这些横纹的数目、位置、宽窄及排列顺序都具有物种的特异性。研究认为这些横纹与染色体的基因是有一定关系的。从其横纹分布特征可对物种的进化特征进行比较，而一旦染色体上发生了缺失、重复、倒位、易位等结构变化，也可较容易地在唾腺染色体上观察识别出来。
二、实验目的
1. 学习取出果蝇等幼虫唾腺的技术和制作唾腺染色体标本的方法。 2. 了解果蝇唾腺染色体的形态学及遗传学特征。
三、实验材料
黑腹果蝇的三龄幼虫。这种材料既易饲养，又易取得唾腺，但为了得到更好的染色体标本，需要在20～25℃和营养良好的条件下饲养幼虫。选择行动迟缓、肥大，爬上管壁的三龄幼虫(就要化蛹了)做标本最佳。
四、实验器具和药品
用具：双筒解剖镜，显微镜，镊子，解剖针，载玻片，盖玻片，滤纸，绘图纸。
药品：果蝇培养基，苯酚品红，果蝇用生理盐水（NaCl 7.5g、KCl 0.35g、CaCl2 0.21g，顺次溶解于1000 ml蒸馏水中）。
配方Ⅰ：石碳酸品红(carbol fuchsin)
母液A：3 g碱性品红，溶解于100 ml的70％酒精中(此液可长期保存)。 母液B：取母液A10 ml，加入90 ml的5％石碳酸水溶液(两周内使用)。 石碳酸品红染色液：取母液B 45 ml，加入6 ml冰醋酸和6 ml 37％甲醛。
配方Ⅱ：改良石碳酸品红
取石碳酸品红染色液2～10 ml，加入90～98 ml 45％的醋酸和1.8 g山梨醇。
五、实验步骤
取一条三龄幼虫（往往已爬上培养瓶壁），置于载玻片上，并加一滴生理盐水，置双筒解剖镜下观察。首先熟悉幼虫具一钝尾和一带黑色口器的尖头端。 在解剖镜下用解剖针压住头部，压点尽可能靠头部
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图 唾液腺分离示意图
口器处。 幼虫头部固定之后，再用另一针压住尾部（或用尖头镊子夹住），平稳快速一拉，使口器部分断开，体内各器官也从切口挤出，一对唾液腺也随之而出。唾液腺是对透明的香蕉状腺体，仔细观察可发现由一个个较大的唾液腺细胞组成。
分离的腺体可能伴有消化道和脂肪体。在载玻片上再加一滴生理盐水，用刀片或解剖针仔细剔除这些杂物，仅让腺体留下。用滤纸将多余生理盐水吸去，注意不要碰着腺体，以防吸走。然后滴上石碳酸品红，染色10 min左右。 染色后，盖上盖玻片，用滤纸轻轻吸去多余染料，然后平放在实验桌上，用大拇指压下盖片，用力适当即可获得染色体分散良好的制片，显微镜下观察。
实验三、果蝇的伴性遗传
一、实验原理
位于性染色体上的基因，其传递方式与位于常染色体上的基因不同，它的传递方式与雌雄性别有关，因此称为伴性遗传。果蝇的性染色体有X和Y两种，雌蝇为XX，是同配性别；雄蝇为XY，是异配性别。
二、实验目的
1. 记录交配结果和掌握统计处理方法。 2. 正确认识伴性遗传的正交、反交的差别。
三、实验材料
黑腹果蝇品系： 野生型果蝇：红眼
三隐性果蝇：白眼，此基因在X染色体上
四、实验用具和药品
1. 用具：毛笔，培养瓶，麻醉瓶，解剖镜 2. 药品：乙醚 3. 果蝇培养基：
A：糖6.2 g，加琼脂0.62 g，再加水38 ml，煮沸溶解。 B：玉米粉8.25 g，加水38 ml，加热搅拌均匀。
将A和B混合继续加热成糊状，加入0.5 ml丙酸和0.7 g酵母粉，混匀后分装到培养瓶中，约2 cm厚。
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