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    教研论文

    现金网黑腹果蝇近交衰退的实验研究

    ca88官方网站 www.proxykingz.com 腹果蝇近交衰退的实验研究

    婚姻法规定禁止近亲结婚,其遗传依据是因为近亲夫妇从共同祖先那里获得了较多相同的基因,这大大增加了后代患隐性遗传病的概率[1]。亲缘关系较近的亲本交配,破坏了多基因平衡,有害的隐性基因更易于显出作用,因此其后代的适应性、可育性及生活力减弱,称为近交衰退,常见于自然界隔离的动植物种群和家养的牲畜中,对种群的可持续性和农牧业生产造成了较大的不利影响。本实验通过比较野生黑腹果蝇和近交系果蝇的耐热性,证明了近交对生物个体适应性的潜在影响。果蝇繁殖力强、易于培养、世代间隔短,且本实验操作简单,结果较明显,适合在中学教学中作为课外实验,帮助中学生进一步理解近交的危害。

    1 实验材料

    果蝇玉米粉培养基[2](琼脂1.5 g、蔗糖13 g、玉米粉17 g、酵母粉1.4 g、丙酸1 ml、水150 ml,121°C高压灭菌15分钟),野外采集的黑腹果蝇,乙醚,显微镜,锥形瓶,棉塞,试管,恒温水浴锅。

    2 实验方法

    2.1 雌雄果蝇的鉴别

    将野外采集的黑腹果蝇置于锥形瓶中,迅速用沾有乙醚的棉塞塞紧瓶口,待果蝇轻度麻醉后,在显微镜下鉴别雌雄。雌果蝇的腹部末端稍尖且有3条黑色环纹,而雄果蝇的腹部末端钝圆,有5条环纹,且其第一对足的第一跗节处有性梳[2],如图1所示。

     

    1 雌雄果蝇的差异

    A、B分别为雌果蝇和雄果蝇的腹部,C、D为雄果蝇的性梳)

    2.2 果蝇近交系的建立

    选取3对野外采集的雌雄果蝇置于培养瓶中,25、12 h/12 h光暗交替培养7-8 d,待瓶壁上出现黑色的蛹时,放出亲本果蝇。继续培养3 d左右,果蝇蛹羽化为成虫,此即F1代果蝇。挑取F1代雌雄果蝇,按上述方法进行培养,连续全同胞交配五代后,即形成近交系果蝇。

    2.3 野生型果蝇和近交系果蝇耐热性的比较

    本实验共设置10组,每组选取30只野生型雌果蝇和近交系雌果蝇,分别放入两只试管中,并将试管置于38的恒温水浴锅中1 h。热刺激后,将果蝇于常温下恢复30 min,统计活跃果蝇和昏迷果蝇的数量,鉴定标准为试管水平放置或轻微旋转时,活跃果蝇依旧立于管壁,昏迷果蝇则落入管底。

    2.4 数据分析

    以四格表的形式记录每组实验数据,并按如下公式对实验数据进行卡方检验,验证实验结果是否具有统计学意义。

    1 四格表的格式

    组别

    昏迷果蝇

    活跃果蝇

    合计

    对照组

    a

    b

    a+b

    近交组

    c

    d

    c+d

    合计

    a+c

    b+d

    a+b+c+d/n

     

    3 实验结果

    对照组和近交组果蝇的耐热程度如表2所示,对照组中共有13.6%的果蝇在热刺激后昏迷,而近交组中的昏迷果蝇占74.6%。对每组数据进行卡方检验,在EXCEL中用chidist函数确定P值远远小于0.05,说明近交引起的耐热性差异具有统计学意义,近交使得果蝇在热环境下的存活能力降低。

     

     

     

    2 对照组和近交组果蝇耐热性的比较

     

    组别

    对照组

    近交组

    c2

    P

    活跃

    昏迷

    活跃

    昏迷

    1

    27

    3

    6

    24

    29.70

    5.04×10-8

    2

    27

    3

    13

    17

    14.70

    1.26×10-4

    3

    29

    1

    7

    23

    33.61

    6.73×10-9

    4

    29

    1

    11

    19

    24.30

    8.24×10-7

    5

    28

    2

    6

    24

    32.85

    9.96×10-9

    6

    17

    13

    5

    25

    10.33

    1.30×10-3

    7

    23

    7

    3

    27

    27.15

    1.88×10-7

    8

    27

    3

    7

    23

    27.15

    1.88×10-7

    9

    28

    2

    14

    16

    15.56

    7.99×10-5

    10

    24

    6

    4

    26

    26.79

    2.27×10-7

    总计

    259

    41

    76

    224

    226.34

    3.75×10-51

    4 分析与讨论

    通过本实验,学生直观地观察到近交使生物个体的耐热性降低,从而进一步理解了近交衰退的概念。近交对生物个体适应性的影响随着物种、品系和性别的不同而存在差异,故本实验为方便操作,全部选用雌果蝇为实验材料,学生可另行实验测定雄果蝇的耐受温度。学生通过亲身实验,建立近交系果蝇,锻炼了科学思维和实验操作能力,除此之外,学生对亲自获得的实验数据进行卡方检验,不仅明白了统计学的重要性和方法,更激发了其实验研究的热情。教师可引导学生将全球变暖这一环境压力和近交结合起来,讨论这两种因素对自然界中种群的基因多样性和适应能力的影响,引起学生对群体遗传学的兴趣。

                               主要参考文献

    1.楚玉荣,官凌涛,楚智慧,近亲结婚的危害与遗传病的发病率.生物学教学, 2004. 29(2): p. 55-56.

    2.祝水金, et al.,遗传学实验指导. 2005:中国农业出版社.

     

    []:发表在《中学生物学教学》(下半月)2012年第8

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