 |
При моногибридных скрещиваниях
|
|
|
|
Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
"Гомельский государственный университет
имени Франциска Скорины"
Кафедра зоологии и охраны природы
ГЕНЕТИКА
ПЛАНЫ –ЗАДАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ ЗАНЯТИЯМ
Гомель
СОДЕРЖАНИЕ
ЗАНЯТИЕ 1
ТЕМА: Митоз. Определение митотической активности делящейся клетки.
ЗАНЯТИЕ 2
ТЕМА: Изучение фаз мейоза в процессе микроспорогенеза.
ЗАНЯТИЕ 3
ТЕМА: Кариотип идентификация хромосом у человека
ЗАНЯТИЕ 4
ТЕМА: Биология развития дрозофилы.
Занятие 5
тема: Закономерности наследования признаков
При моногибридных скрещиваниях
Занятие 6
тема: Закономерности наследования признаков при дигибридных и полигибридных скрещиваниях
Занятие 7
тема: Наследование при взаимодействии неаллельных генов
Занятие 8
тема: Закономерности наследования признаков при сцеплении и кроссинговере
Занятие 9
тема: Закономерности наследования признаков, сцепленных с полом.
Занятие 10
тема:
Занятие 11
тема: Закономерности наследования признаков в популяциях.
ЗАНЯТИЕ 1
ТЕМА: Митоз. Определение митотической активности делящейся клетки.
Цель: Выяснить сущность фаз митоза и поведения хромосом. Определить митотический индекс (МИ) меристемы корешка лука или другого объекта исследования.
Материал и оборудование: Постоянные препараты с продольными срезами корешков лука или другого объекта исследования; микроскопы; таблицы по митозу; клеточному циклу; практикум по генетике, стр. 136-141 по Константинову.
Теоретическая часть: Митоз впервые в общих чертах был описан на растительных клетках Чистяковым (1874) и на животных клетках А. Ковалевским (1871). Более подробное описание митотического цикла были затем даны Флеммингом (1882), Страсбургером (1884) и Гайденгайном (1894). Одноко все первые описания митоза имеют лишь историческое значение, так как они были слишком общими и довольно примитивными.
|
|
|
Митоз – непрямое деление клетки, приводящее к образованию двух дочерних клеток с числом хромосом, равным числу их в материнской клетки.
При рассмотрение митоза следует учитывать, что делению клетки предшествует очень важный подготовительный период (митотическая интерфаза), во время которого происходит ряд процессов, обеспечивающих само деление.
Митоз является непрерывным процессом, и условно его разделяют на четыре фазы: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.
Во время профазы происходит ряд физико-химических изменений цитоплазмы и ядра. При этом повышается вязкость цитоплазмы и понижается вязкость кариоплазмы. Объем ядра увеличивается и начинается преобразование хромосом, которые становятся видимыми в обычный микроскоп. Профазные хромосомы состоят из двух спиральных нитей (хроматид), тесно связанных друг с другом. К концу профазы хроматиды укорачиваются и утолщаются, хромосомы отделены друг от друга и обычно расположены по периферии ядра.
В клетках, имеющих центросомы, в период профазы происходит деление центриоли и в результате образуются две дочерние центросомы, которые перемещаются к противоположным полюсам клетки. Иногде еще в профазный период образуются нити ахроматинового веретена.
Метафаза митоза начинается с разрушения оболочки ядра. После этого в центре клетки создается менее плотная зона, в которой хромосомы образуют экваториальную пластинку. Передвижение хромосом к экваториальной плоскости клетки называется метакинезом, в результате которого хромосомы занимают определенное положение. Метакинез осуществляется при участии центромеры, находящейся в первичной перетяжке хромосом. В этот период завершается формирование ахроматинового веретина, нити которого прикрепляются к хромосомам, обеспечивая затем расхождение дочерних хромосом в анафазе.
|
|
|
Анафаза – начинается с момента расхождения хроматид к противоположным полюсам клетки. С момента отделения хроматид друг от друга их начинают называть дочерними хромосомами. Завершается анафаза скоплением дочерних групп хромосом у полюсов клетки.
Во время телофазы происходит реконструкция ядер, процесс, обратный профазе. Восстанавливается ядерная оболочка, и митотическое ядро преобразуется в интерфазное. Хромосомы утрачивают свое плотное строение (спирали хромосом раскручиваются) и теряют способность хорошо окрашиваться. В конце телофазы в дочерних клетках восстанавливаются ядрышки.
После образования у полюсов клетки двух дочерних ядер происходит разделение тела клетки на две клетки (цитокинез). В растительных клетках цитокинез осуществляется путем образования клеточной перегородки в средней зоне клетки. В животных клетках обычно образуется перетяжка цитоплазмы в экваториальной зоне, которая углубляется и разделяет клетку на две дочерние.
Выполнение работы:
1. Установить зону деления клеток. Подсчитать общее число клеток (N) в зоне деления и число клеток (М), находящихся в различных фазах деления. Полученные данные занести в таблицу 1.
Таблица 1
Определение митотического индекса в зоне деления корешков лука
| Вариант | Количество клеток в зоне деления | Митотический индекс | |||||
| Всего | В том числе в митозе | ||||||
| (N) | профаза | метафаза | анафаза | телофаза | Всего в митозе (М) | ||
2. Найти клетки, находящиеся в состоянии профазы, метафазы, анафазы и телофазы. Подсчитать их число и записать в соответствующие графы в таблицы.
3. Для получения более достоверных данных вывести средние результаты на основании обобщения результатов наблюдения всех студентов группы.
4. Определить митотический индекс (МИ) в промилле (%о) по формуле:
М
МИ = ─ х 1000, где
|
|
|
N
М – число делящихся клеток,
N - число клеток в зоне деления.
Вопросы для закрепления знаний:
1. Что такое клеточный цикл?
2. В чем заключается сущность процесса редупликации молекул ДНК и хромосом? На какой фазе клеточного цикла он происходит? На какие стадии делится эта фаза?
3. Как называют две половинки хромосомы после её редупликации, которые соединены общей центромерой?
4. Опишите характерные черты каждой фазы клеточного цикла.
5. Опишите, как выглядит интерфазное ядро под микроскопом?
6. Если в клетки видны хромосомы, а ядерной оболочки и ядрышка нет, какая это фаза митоза?
7. Если в клетки хорошо видно веретено деления, а центромеры всех хромосом находятся в одной плоскости, то какая это фаза митоза?
8. Почему многие хромосомы в анафазе имеют V-образную форму?
9. Какие две фазы митоза взаимно противоположны по протекающим в них процессах?
10. На какой фазе митоза удобно изучать форму и размер хромосом?
11. Назовите фазы клеточного цикла, когда при рассмотрении клетки в световой микроскоп в ней видны хромосомы.
12. Какова будет наследственная информация в двух дочерних клетках, произошедших путем митотического деления из одной исходной? Почему?
13. В чем состоит генетическое значение митоза?
14. Как называют хромосомы, состоящие из многих редуплицированных, но не разошедшихся хроматид?
15. Если на клетку гороха, имеющую 14 хромосом, подействовать алколоидом колхицином, поражающим действие веретена деления и препятствующим поэтому расхождению хромосом к полюсам, но не влияющим на редупликацию хромосом, то сколько хромосом будет иметь клетка после митоза?
ЗАНЯТИЕ 2
ТЕМА: Изучение фаз мейоза в процессе микроспорогенеза.
Цель: Изучить особенности редукционного и эквационного делений мейоза; выяснить сущность рекомбинации наследственного материала и образования генетического разнообразия гамет при половом размножении.
Материал и оборудование: Набор постоянных или временных препаратов из пыльников лука, ржи или гороха; микроскопы; таблицы по мейозу, предметные и покровные стекла, фильтровальная бумага, капельница с 45%-ной уксусной кислотой, 45%-ным раствор сахарозы, препаровальные иглы.
|
|
|
Теоретическая часть: Мейоз-деление клеточного ядра, предшествующее образованию половых клеток, и связанное с уменьшением (редукцией) числа хромосом в два раза. Мейоз впервые наблюдался Ван Бенеденом и Юшаном в 1884 г. Затем он был описан Страсбургером (1888), Гиньяром (1889) и Флеммингом (1889). Мейоз состоит из двух последовательных делений, из которых первое обладает особыми прихнаками и получило название редукционного деления, а второе - сходно с обычным митозом и было названо эквационным делением.
Мейоз связан с определенными изменениями ядра и разделяется на профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Однако во время мейоза диплойдный набор хромосом (2n) уменьшается до гаплойдного (n). Это обеспечивается тем, что во время двух последовательных делений мейоза происходит лишь одна дупликация хромосом.
У растений и животных ход мейоза исключительно однообразен и повторяет все характерные черты, иногда лишь с некоторыми отклонениями. Мейоз I, или редукционное деление, условно разделяют на профазу I, метафазу I, анафазу I, телофазу I.
Профаза I мейоза отличается значительной продолжительностью и сложностью. Её условно разделяют на пять стадий: лептотена, зиготена, пахитена, диплотена и диакинез. Каждая из этих стадий имеет специфические особенности.
Лептотенная стадия характерна наличием длинных хромосомных нитей с уже хорошо заметной дифференцировкой на хромомеры. Число хромосомных нитей соответствует диплойдному числу хромосом. Хромосомные нити в этот период уже двойные, т. е. их редупликация произошла в период интерфазы.
Зиготена начинается с момента попарной конъюгации гомологичных хромосом, представленных еще нитями. Хромосомы могут соединяться своими поляризованными концами и затем конъюгировать по всей длине. Этот процесс обеспечивает сближение каждого хромомера и каждой точки одной гомологичной нити с соответствующим хромомером и точкой другойгомологичной нити. В процессе конъюгации каждая хромосома ведет себя как единое целое, хотя уже состоит из двух или многих нитей. Природа сил притяжения гомологичных нитей хромосом пока остается неясной. Зиготену можно кратко определить как период активного осуществления конъюгации гомологичных хромосом.
Пахитена – сравнительно продолжительная стадия профазы I мейоза. Гомологичные хромосомы остаются сближенными, но заметно утолщаются и укорачиваются, т. е. начинается формирование тела хромосом. Конъюгация хромосом может быть настолько тесной, что их можно принять за одну хромосому. Однако – это пары хромосом, которые называют бивалентами. Каждая же хромосома, входящая в состав бивалента, уже дуплицирована и состоит из двух сестринских хроматид.
|
|
|
На диплотенной стадии продолжается укорачивание хромосом и начинают действовать силы, обеспечивающие взаимное отталкивание центромер. Хроматиды, сближенные прежде по всей длине, начинают отходить друг от друга в отдельных участках, оставаясь соединенными лишь в некоторых точках. Места таких соединений называют хиазами. Чем длинее хромосомы, тем больше вероятность увеличения хиазм. Хромосомы в диплотене образуют более или менее многочисленные петли, разделенные хиазмами. Явление конъюгации и наличие хиазм имеет большое значение, так как это обеспечивает обмен гомологичными участками хромосом.
В диакинезе происходит резкое укорочение хромосом и биваленты больше удаляются друг от друга, обычно располагаясь по периферии ядра. В этот период обычно исчезает ядрышко.
метафаза I начинается с момента разрушения ядерной оболочки, ориентации бивалентов на экваторе и образования ахроматинового веретена.
анафаза I начинается с расхождения гомологичных хромосом к полюсам веретена. Единицами расхождения здесь являются гомологичные хромосомы, каждая из которых состоит из двух хроматид.
телофаза I начинается, когда анафазные хромосомы достигают полюсов клетки. Поскольку к полюсам разошлись гомологичные хромосомы, то у каждого полюса оказывается гаплойдное число хромосом. Затем восстанавливается ядерная оболочка, ядрышко и хромосомы претерпевают изменения, характерные для обычной телофазы. В конце телофазы начинается цитокинез, который завершается образованием двух дочерних клеток с гаплойдным числом хромосом.
Мейоз II начинается после кратковременного интеркинетического периода и проходит по типу обычного митоза, но с некоторыми особенностями. Профаза непродолжительная. Хроматиды уже имеются и даже заметно расходятся, оставаясь соединенными в центромерном участке. Метафаза, анафаза и телофаза проходят, как в митозе, и деление завершается цитоинезом. В связи с тем, что в мейозе II к полюсам расходятся сестринские хромосомы, образовавшиеся из сестринских хроматид, это деление называют равным или эквационным. Таким образом, после двух последовательных делений мейоза образуется четыре клетки с гаплойдным набором хромосом.
Из рассмотренной схемы мейоза можно видеть, что для этого деления типичны три явления: 1) конъюгация гомологичных хромосом; 2) образование хиазм; 3) редукция числа хромосом.
Выполнение работы:
1. Если не используются наборы постоянных препаратов, сделать 2-3 временных препаратов: вынуть пыльники из цветков и поместить на фильтровальную бумагу, а потом на предметное стекло. 2-3 раза промыть в 45%-ной уксусной кислоте, каждый раз оттягивая каплю уксусной кислоты фильтровальной бумагой. Пыльник размельчить при помощи препаровальной иглы, удалить его стенки, капнуть каплю 45% сахарозы и накрыть покровным стеклом, слегка надавить на покровное стекло для удаления пузырьков воздуха. Препарат готов к изучению.
2. Тщательно изучить препараты и установить фазы мейоза и деления клеток. Зарисовать, придерживаясь следующей очередности фаз и стадий мейоза:
| Мейоз | Деление I (редукционное) | Профаза I Метафаза I Анафаза I Телофаза I | лептонема зигонема пахинема диплонема диакинез |
| Интеркинез | |||
| Деление II (эквационное) | Профаза II Метафаза II Анафаза II Телофаза II |
3. Отметить характерные черты в поведении хромосом в каждой фазе, а также отличительные особенности между фазами первого (редукционного) и второго (эквационного) делений мейоза.
Вопросы для закрепления знаний:
1. Из каких следующих друг за другом делений состоит мейоз? Почему они так называются?
2. Перечислить все стадии профазы I мейоза и назвать их характерные черты.
3. Какие две стадии профазы I мейоза противоположны по протекающим в них процессам?
4. Нарисовать сравнительную схему поведения хромосом в митозе и мейозе.
5. Назвать характерные отличия между митозом и мейозом.
6. В чем отличие интерфазы и интеркинеза мейоза?
7. Сколько бивалентов образуется в клетке, если 2n=14,16?
8. Если исходная клетка имеет 14 хромосом, то сколько хромосом отойдет к каждому полюсу редукционного деления? Сколько хроматид отойдет к каждому полюсу?
9. Какое максимальное количество отцовских хромосом может содержать сперматозойд человека? Минимальное количество отцовских хромосом?
10. Можно ли сказать, что в результате мейоза из одной клетки образуется 4 идентичных между собой клетки? Объясните почему.
11. Можно ли сказать, что исходная и образовавшаяся в результате мейоза клетки различаются только по числу хромосом?
12. В чем заключается генетическое значение мейоза?
13. В какой фазе редукционного деления может идти обмен участками гомологичных хромосом?
14. Во время ненормального мейоза в исходной клетке человека с 46 хромосомами 1 пара гомологичных хромосом не разошлась к разным полюсам. Сколько хромосом было в каждой клетке, образовавшейся в результате мейоза?
15. Сколько и какие типы гамет образуют генотипы Вв, АаВвСс: а) в норме; б) в случае нерасхождения первой пары хромосом в
мейозе I? Образование гамет показать схематически.
ЗАНЯТИЕ 3
ТЕМА: Кариотип идентификация хромосом у человека
Цель: Составить диограмму кариотипа человека, определить основные параметры каждой хромосомы кариотипа человека.
материал и оборудование: Микрофотографии кариотипа человека, ножницы, миллиметровая бумага, клей, препаровальные иглы.
Теоретическая часть: Впервые наличие хромосом в ядрах клеток было установлено Вальдейером в 1888 году. Хромосомы следует рассматривать как компонент ядра клетки, имеющей особую организацию, индивидуальность в морфологическом и функциональном отношении, способный к самовоспроизведению и сохранению своих свойств на протяжении ряда клеточных делений.
Строение хромосом лучше всего изучать в период метафазы или анафазы митоза. На живом материале их можно наблюдать в фазовоконтрастном микроскопе. На фиксированном материале после окраски они хорошо видны и в обычном микроскопе.
Тело хромосомы имеет первичную перетяжку, положение которой и определяет относительную длину плеч хромосомы. Первичная перетяжка всегда имеет светлую зону с небольшим тельцем или гранулой. Эта зона называется центромерой. Центромера определяет всю динамику хромосом в митозе. именно к центромерному участку прикрепляется нить ахромативного веретина, обеспечивающая анафазное деление дочерних хромосом.
По форме хромосомы делятся на:
1 .Метацентрические, у которых плечи одинаковой или почти одинак вой величины.
2. Субметацентрическая (слабонеравноплечие).
3.Акроцентрические.
4.Телоцентрические.
Основу хромосомы составляют хромонемы, расположенные внутри хромосомной матрицы. Хромонемы представляют собой двойную спираль нуклеопротеидных нитей, из которых в последствие образуются хроматиды. В интерфазном ядре хромосома образована минимум двумя хромонемами, которые удваиваются в конце интерфазы или в начале профазы, в метафазе каждая из двух хроматид хромосомы имеет по две хромонемы (полухроматиды).
Хромонемы имеют хорошо выраженные утолщения, которые неравномерно расположены по всей длине и придают вид четок. Эти утолщения называются хромомерами.
Участки хромосом, которые во время интерфазы остаются уплотненными, были названы Гейтцем (1928г.) гетерохроматином. Другие части хромосом, которые в период интерфазы раскручиваются и набухают, получили название эухроматиновых участков.
Концы хромосом обладают специфическими свойствами, и их называют теломерами.
У некоторых хромосом, кроме первичной перетяжки могут быть и вторичные перетяжки. Иногда вторичные перетяжки отделяют от основного тела хромосомы небольшое округлое тельце, называемое спутником. существование спутников впервые установил С.Г. Навашин (1912).
Важными признаками являются число, размеры и строение хромосом. Совокупность хромосом соматической клетки данного вида называется кариотипом. В соматических клетках растений и животных комплекс хромосом обычно соответствует известному числу пар и называется диплоидным числом. Диплоидный набор хромосом возникает при слияние гамет, которые имеют гаплоидное число хромосом (n). Цитогенетики и генетики называют набор хромосом геномом, подчеркивая этим, что в нем представлена вся совокупность наследственных факторов (генов).
Исследование чисел хромосом в ядрах клеток различных организмов показало, что хромосомный набор организмов является строго определенным, а кариотип – характерный признак той или иной систематической группы. Раздел цитологии, который изучает морфологию и другие особенности хромосом, называется кариологией.
В 1909 году Бовери сформулировал закон специфичности числа хромосом. Несколько позже возникла идея использовать значение числа хромосом и их морфологию для систематики. С.Г. Навашин считал, что определенное число хромосом и их морфология являются первыми, наиболее равными признаками организмов. Он предложил назвать метафазную пластинку хромосом идиограммой, т.е. формула вида. Таким образом, на основе кариологии стала развиваться кариосистематика.
Выполнение работы:
1. Последовательно вырезать из микрофотографии отпечатки каждой хромосомы. Составить идиограмму. Для этого все хромосомы наклеить на тетрадь, располагая попарно гомологичные хромосомы. Центромеры должны быть расположены точно по одной прямой. Короткое плечо располагают вверху, длинное – внизу. При помощи миллиметровой бумаги определить общую длину каждой хромосомы и её плеч. Данные занести в таблицу 1.
Таблица 1.
| № пары гомологичных хромосом | Номер хромосомы | Длина хромосомы, мкм | ||
| Общая | Длинное плечо | Короткое плечо | ||
2. Вычислить абсолютную и относительную длину каждой хромосомы, определить плечевой и центромерный индексы, указать форму метофазных хромосом. Данные занести в таблицу 2.
Таблица 2
| № пары гомологичных хромосом | № хромосомы | Параметры | Форма хромосомы | |||
| Абсолютная длина Iа, мкм | Относительная длина Ir, % | Плечевой индекс, IB | Центром. индекс Iс, % | |||
Морфологические параметры хромосом определяют следующим образом: Абсолютная длина хромосомы
длина хромосомы на микрофотографии, мкм
Iа= ————————————————————
коэффициент увеличенного изображения хромосом
Для определения коэффициента увеличения (Ку) необходимо знать истинные размеры хотя бы одной из хромосом кариотипа, измеренной на препарате.
длина хромосомы на микрофотографии, мкм
Ку= ————————————————————
истинная длина хромосомы, мкм
При расчетах следует иметь ввиду, что самая крупная хромосома кариотипа человека равна 11 мкм.
Относительная длина хромосомы:
длина данной хромосомы
Ir= ———————————х 100 (%)
длина всех хромосом
Плечевой индекс:
длина длинного плеча
IВ= ———————————
длина короткого плеча
Центромерный индекс:
длина короткого плеча
Iс= ———————————х 100 (%)
длина всей хромосомы
В основу определения формы хромосомы положены параметры плечевого индекса.
| Плечевой индекс | Форма хромосом |
| 1,0 - 1,9 | Метацентрическая |
| 2,0 - 4,9 | Субметацентрическая |
| 5,0 - 8,0 | Акроцентрическая |
| > 8,0 | Телоцентрическая |
3. Обобщить результаты определений параметров хромосом телофазных пластинок кариотипа человека, выполненных студентами всей группы.
4. На основании анализа сделать выводы о размерах, строении и форме хромосом кариотипа человека.
Нормальный набор хромосом у человека:
| Группа | Размер и тип | Номер по порядку | Число хромосом в диплойдном наборе |
| А | Крупные метацентрические и субметацентрические | 1 - 3 | |
| B | Крупные субметацентрические | 4 - 5 | |
| C | Средние субметацентрические | 6 - 12,х | 15- у мужчин, 16- у женщин |
| D | Средние акроцентрические | 13 - 15 | |
| E | Мелкие метацентрические | 16 - 18 | |
| F | Самые мелкие метацентрические | 19 - 20 | |
| G | Мелкие акроцентрические | 21 - 22,у | 5- у мужчин, 4- у женщин |
Вопросы для закрепления:
1. На какой фазе митоза удобно изучить форму и размер хромосом?
2. Какой формы могут быть хромосомы?
3. Назвать фазу клеточного цикла, когда при рассмотрении клеток в световой микроскоп в ней видны хромосомы.
4. Что такое идиограмма хромосом?
5. Что называется кариотипом?
6. Сколько пар хромосом в кариотипе человека, шимпанзе, дрозофилы?
7. Что называется центромерой?
8. Какую роль выполняет центромера на хромосоме?
9. Что называется хромонемой?
10. Что называется хромомерой?
11. Дать определение понятию «теломера».
Нормальные кариограммы женщины (I) и мужчины (II).
ЗАНЯТИЕ 4
ТЕМА: Биология развития дрозофилы.
Цель: Ознакомиться с биологией развития дрозофилы как важнейшего модельного генетического объекта и методикой работы с ним.
Материал и оборудование: Ручные лупы, бинокуляры, чашки Петри, перышки, эфир, вата, линии дрозофилы, препаровальные иглы.
Теоретическая часть: Дрозофила (Drosophila melanogaster l.) – небольшая серая муха, длина тела которой около 3 мм, с ярко красными глазами, с нормально развитыми крыльями, превышающими длину тела. Питается ферментируемыми фруктами или овощами. В лаборатории её разводят на специальной питательной среде.
Яйцо дрозофилы около 0,5 мм, снабжено двумя отростками, при помощи которых оно держится на поверхности среды. Самка откладывает яйца вскоре после оплодотворения. В благоприятных условиях каждая самка откладывает до 50 – 80 яиц в сутки, а всего в течение 3 – 4 суток она может отложить более 200 шт.
В лабораторных условиях личинки появляются из яиц 20 – 24 часа после оплодотворения. Личинка белая, членистая, червеобразной формы; передняя её часть сужена и кончается красным ротовым отверстием с черными челюстными крючками. Она дышит при помощи пары трубкообразных трахей, тянущихся в продольном направлении через все тело и заканчивающихся дыхательными отверстиями (рис. 1). Личиночный период состоит из трех возрастов. Первый и второй возрасты заканчиваются линьками, третий – окукливание, которое начинается примерно через 4 суток после вылупливания из яйца.
Первое время после вылупливания из яйца личинки находятся на поверхности среды, затем уходят вглубь, интенсивно питаются, а перед окукливанием покидают среду, перестают питаться и некоторое время ползают по стенкам сосуда. Затем они становятся неподвижными, значительно сокращаются в длину и приобретают характерную для куколок форму. В состоянии куколки они находятся примерно 4 суток. За это время разрушаются личиночные органы, за исключением гонад и нервной системы, и формируются органы взрослой мухи. В конце стадии куколки сквозь оболочку просвечиваются темные участки тела, хорошо видны глаза, особенно, если они имеют яркую окраску.
Молодые, только что вылупившиеся мухи, имеют длинное желтоватое тело, почти лишенное пигмента, короткие, ещё не расправленные крылья. В течение нескольких часов эти признаки изменяются. На голове видны сложные глаза красной окраски, состоящие приблизительно из 750 фасеток; структуру их можно рассмотреть лишь при большом увеличении. На темени головы находятся усики, а под ними три простых глазка, образующих треугольник и окруженные 4-мя щетинками, расположенными в определенном порядке. Хорошо различаются сосущие ротовые органы. Щетинки на всех частях тела характеризуются определенной формой, количеством и расположением. Они сгруппированы в правильные ряды, тянущиеся в продольном направлении через все тельце. Кроме крупных щетинок, все тело покрыто нежными короткими волосками, также расположенными продольными рядами. Через 8 часов самки уже способны к оплодотворению. Для скрещивания необходимо брать девственных самок, не старше 8 часов после вылупления. Самки начинают откладывать яйца с конца вторых суток и продолжают до конца жизни.
Самки дрозофилы отличаются от самцов по величине и по ряду других морфологических признаков (рис. 2). Они обычно несколько крупнее самцов. Конец брюшка у них заостренный, в то время как у самца форма брюшка округлая. Последние сигменты брюшка у самок пигментированы значительно слабее, чем у самца. Кроме того, у самцов имеются так называемые половые гребешки, в виде хитиновых щетинок на первом членик передних ног. Однако этот признак можно различить только под бинокуляром, в практической работе ориентируются, преимущественно, на форму и пигмент брюшка.
Выполнение работы:
1. При работе с дрозофилой положить в чашку Петри несколько эфиризованых мух, рассмотреть их признаки и определить пол. Рассматривать следует при хорошем освещении под сильной интенсивной лупой, а мелкие детали – под микроскопом. Поворачивать и передвигать мух нужно только перышками или препаровальными иглами. Зарисовать характерные признаки, по которым различают пол дрозофилы. Если мухи начинают двигаться, смочить ватку эфиром, отжать её и положить в чашку Петри, прикрыв крышкой, мухи снова становятся неподвижными. Аналогично рассмотреть и зарисовать мутантные линии дрозофилы.
2. В баночку с питательной средой поместить по 4-5 самцов и самок из двух имеющихся линии дрозофил, различающихся друг от друга по одной паре контрастирующих признаков. К баночкам приклеить этикетки с указанием пола и признаков взятых линии, даты скрещивания, фамилией и группы студентов.
3. Вести наблюдение за развитием дрозофилы. Через день записывать в дневник стадии развития до момента вылупливания мух из коконов.
ИНСТРУКЦИЯ
по приготовлению питательной среды.
Рецепт питательной среды:
1. Вода – 0,6 л
2. Агар-агар – 11,3 г
3. Дрожжи – 17,8 г
4. Сахар – 13,3 г
5. Манная крупа – 13,3 г
6. Нипогин – 6,0 мл
1. Все составные части отвешиваются на технических весах.
2. Варить среду рекомендуется в алюминиевой посуде, чтобы среда не подгорала.
3. 2 литра воды довести до кипения, отлить 1 литр и в процессе варки добавлять в среду так, чтобы её объем оставался равным 0,6 л.
4. В кипящую воду положить навеску агар-агар и варить 10 минут при помешивании.
5. Дрожжи предварительно растворить в теплой воде и прибавить в кипящий агар. При помешивании кипятят на слабом огне 40 минут с момента закипания (лучше чуть дольше прокипятить, чем недоварить). В начале закипания дрожжи вспениваются. По мере испарения смесь доливают горячей водой до первоначального объема.
6. Затем прибавляют сахарный песок и манную крупу и при постоянном помешивании доводят до кипения и кипятят 15 минут.
7. После окончания варки, среду охлаждают до 70º и, чтобы среда не плесневела (от этого мухи погибают), в нее добавляют нипогин (10% спиртовой раствор этилбензойной кислоты) в количестве 5 мл на 0,5 л среды. После этого среду разливают в стирильные пробирки или баночки. Чтобы среда при застывании оставалась однородной, её необходимо 1-2 раза перемешать.
8. Когда среда в банках остынет, её засевают дрожжами. Свежие дрожжи растворяют в холодной дистиллированной воде (как молоко) и наносят кисточкой. Заквашенные пробирки (банки) плотно закрывают ватными тампонами-пробками. Дрожжи и среду хранят в холодильнике при t=0-4ºС. Сажать мух на среду лучше через 12-24 часа после засевания её свежими дрожжами. Перед этим среду необходимо покрыть снежинками из фильтровальной бумаги, чтобы мухи не прилипали к среде. Среду в холодильнике можно хранить не более 2-3 дней.
9. Банки, пробирки и снежинки перед употреблением необходимо стерилизовать.
Мутанты, рекомендуемые для занятий:
| Мутант | Обоз начение гена | Доминантный или рецессивный признак | В какой хромосоме локализован ген | Характерные отличия от мух дикого типа | Для каких исследований рекомендуется |
| vestigial | Vg | рецессивный | Недоразвитые крылья | Моно- и дигибридное скрещивание | |
| brown | bw | -“- | Коричневый глаза | -“- | |
| ebony | e | -“- | Темная окраска тела | -“- | |
| curved | c | -“- | Растопыренные, приподнятые, закрученные крылья | Комплементарность | |
| lobe | L | доминантный | Глаза лопастые, уменьшенные | Моно- и дигибридное скрещивание | |
| cinnabar | cn | рецессивный | Глаза яркой, киноварной окраски | -“-, комплементарность | |
| black | b | -“- | Черная окраска тела | -“- | |
| scarlet | st | -“- | Багряно-красные глаза | Наследование признаков, сцеплпнных с полом, кроссинговер | |
| bаr | B | доминантный | Полосковидные глаза | Наследование признаков, сцепленных с полом | |
| white | w | рецессивный | Белые глаза | -“- | |
| yellow | y | -“- | Желтая окраска тела | -“- | |
| black-vestigial | bvg | -“- | Черная окраска тела, недоразвитые крылья | Кроссинговер | |
| black-cinnabar-vestigial | bcnvg | -“- | Черная окраска тела, яркие киноварные глаза | -“- | |
| yellow-cutver-million | yctv | -“- | Желтая окраска тела, изрезанный край пластинки крыла, ярко-красные глаза | Кроссинговер в половой хромосоме |
Занятие 5
тема: Закономерности наследования признаков
при моногибридных скрещиваниях
Цель: Ознакомиться с наследованием признаков при моногибридных скрещиваниях. Освоить методику решения задач по теме: «Наследование признаков при моногибридных скрещиваниях».
Материал и оборудование: Таблицы по моногибридному скрещиванию; сборник задач по генетике.
Теоретическая часть:
Для обозначения скрещивания принята следующая символика:
Родители обозначаются латинской буквой Р (Parents – родители), затем рядом записывают их генотипы. Женский пол обозначают символом ♀ (зеркало Венеры), мужской - ♂ (щит и копье Марса). Между родителями ставят знак «×», обозначающий скрещивание. Генотип женских особей пишут на первом месте, а генотип мужских – на втором.
При генетическом анализе скрещивания ниже символов родителей записываются все типы гамет (гаметы обозначаются G). Поколения обозначаются буквой F (Filli – дети) с нижним правым цифровым индексом n, где n – номер поколения. Например, первое поколение обозначается F1, второе – F2 и т.д.Рядом приводят обозначения генотипов потомков.
Наследственные задатки (гены) альтернативных признаков были названы аллелями. Аллели – разные формы одного гена, расположенные в одинаковых точках (локусах) гомологичных хромосом. Один из аллельных генов (А или а) организм получает от матери, другой – от отца. Гены, опре
|
|
|
