Постановка эксперимента.

Теоретическое введение.

Данная работа была посвящена изучению одной из центральных проблем классической генетики – наследования признаков организмов. Эта работа позволяет собственными руками воспроизвести классические опыты Томаса Моргана и его учеников, которые создали фундаментальную теорию – хромосомную теорию наследственности, которая гласит:

1. Гены локализованы в хромосомах. При этом различные хромосомы содержат неодинаковое число генов. Кроме того, набор генов каждой из негомологичных хромосом уникален.
2. Аллельные гены занимают одинаковые локусы в гомологичных хромосомах.
3. Гены расположены в хромосоме в линейной последовательности.
4. Гены одной хромосомы образуют группу сцепления, то есть наследуются преимущественно сцепленно (совместно), благодаря чему происходит сцепленное наследование некоторых признаков. Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом данного вида (у гомогаметного пола) или больше на 1 (у гетерогаметного пола).
5. Сцепление нарушается в результате кроссинговера, частота которого прямо пропорциональна расстоянию между генами в хромосоме (поэтому сила сцепления находится в обратной зависимости от расстояния между генами).
6. Каждый биологический вид характеризуется определенным набором хромосом — кариотипом.

Морган и его ученики работали с плодовыми мушками – Drosophila melanogaster (рис.1). Drosophila melanogaster (чернобрюхая дрозофила) — двукрылое насекомое, вид плодовой мухи из рода дрозофил. В современной биологической литературе часто упоминается как просто «дрозофила» или «плодовая мушка». Насекомое причислили к роду Drosophila морфологически, тогда как современные генетические исследования относят её к роду Sophophora.

Дрозофилы имеют красные глаза и жёлто-коричневую окраску с поперечными черными кольцами поперёк живота. Ярко выражен половой диморфизм: самки в длину около 2,5 мм, самцы же заметно меньше и задняя часть их тела темнее. Для новичка, пытающегося найти разницу между полами с применением микроскопа, возможно, наиболее отличительной отметкой является группа остроконечных волос, окружающих анус и гениталии самца.

Это насекомое стало классическим модельным объектом генетики, так как имеет следующие свойства:

1. Размножается половым путем
2. Имеет короткий жизненный цикл
3. Легко культивируется в лабораторных условиях
4. Имеет большое число легко учитываемых признаков, на основе анализа которых можно говорить о механизмах наследования.

Данная работа также была проведена на дрозофилах. Длительность работы составила один месяц.

Постановка эксперимента.

В работе анализировались наследование трех признаков дрозофил: окраска тела (серая или черная), окраска глаз (красные или белые) и форма края крыла (округлый край или срезанный), а также совместное наследование этих трех признаков.

Для работы были взяты родители Drosophila melanogaster из двух чистых линий:

1) самцы и самки с черным телом, красными глазами и округлым краем крыла

2) самцы и самки с серым телом, белыми глазами и срезанным краем крыла.

Работа была начата 22 сентября 2011 года.

Были проведены два пути скрещивания:

1) прямое скрещивание. Были взяты самки с черным телом, красными глазами и округлыми крыльями и самцы с серым телом, белыми глазами и срезанными крыльями.

2) обратное скрещивание. Были взяты самки с серым телом, белыми глазами и срезанными крыльями и самцы. с черным телом, красными глазами и округлыми крыльями

Для этого были взяты 4 пробирки с ватными пробками, до четверти заполненные питательным субстратом – особо приготовленной манной кашей с добавлением разных ингридиентов. В первые две пробирки было внесено по два самца и две самки для прямого скрещивания, а в две оставшиеся – по два самца и две самки для обратного. Мух предварительно в течение короткого времени подвергали воздействию эфира в морилке – для того, чтобы усыпить их и облегчить работу с ними. После внесения мух в пробирки они были помещены в термостат, поддерживающий оптимальные условия для быстрого развития личинок и протекания жизненного цикла в целом: при 25°С развитие яйца во взрослое насекомое происходит за 10 дней. Когда произошло развитие личинок, родительские формы изымались для недопущения скрещивания с первым поколением.

Затем 6 октября 2011 года был произведен учет количества особей первого поколения в каждой пробирке и их признаков. Затем было поставлено прямое и обратное скрещивание для получения второго поколения. Для этого взяли восемь пробирок (см. выше); в первые четыре были внесены по 2 самца и две самки первого поколения прямого скрещивания, а в оставшиеся четыре пробирки – обратного скрещивания. Мух аналогично обрабатывали эфиром для их обездвиживания. Затем пробирки были помещены в термостат, и после развития личинок были удалены родительские формы.

20 октября 2011 года был произведен учет количества и признаки мух в каждой пробирке для обоих скрещиваний и произведен анализ механизма наследования каждого из трех указанных признаков, а также их совместного наследования. Учет производился максимально строго с указанием всех побочных явлений.

Результаты   Первое поколение
Прямое скрещивание	Обратное скрещивание
РР	Черное тело, Красные глаза, Округлые крылья ♀	Серое тело, Белые глаза, Срезанные крылья ♂	Серое тело, Белые глаза, Срезанные крылья ♀	Черное тело, Красные глаза, Округлые крылья ♂
F1	♂ и ♀ серое тело, красные глаза, округлые крылья	♀ серое тело, красные глаза, округлые крылья ♂черное тело, белые глаза, срезанные крылья
Второе поколение
Прямое скрещивание	Обратное скрещивание
PF1	Серое тело, Красные глаза, Округлые крылья ♀	Серое тело, Красные глаза, Округлые крылья ♂	серое тело, красные глаза, округлые крылья ♀	серое тело, красные глаза, округлые крылья ♂

Смотрите сводную таблицу ниже

Сводная таблица данных по второму поколению

Анализ данных.

I) Анализ наследования каждого признака в отдельности.