备课素材：果蝇的遗传学贡献-2022-2023学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

果蝇的遗传学贡献 新人教版高中生物学必修二说，摩尔根发现了白眼果蝇： 自此，果蝇与小白鼠一样，成为重要的模式生物。在遗传学研究中，小小的果蝇不但是诺贝尔奖上的常客，还得过2016年沃尔夫奖和菠萝科学奖！ 实验：野生果蝇的采集和培养 果蝇特别小，体长只有3到4毫米，如同米粒一般大小。 图5 果蝇   虽然苍蝇和果蝇都属于双翅目昆虫，但苍蝇属于蝇科而果蝇属于果蝇科，所以他们的差别还是蛮大的，大家也一定要注意不要把它们混为一谈哦！ 涉及到遗传，就肯定要分出雌雄来，那么如何分辨果蝇的雌雄呢？    1）体型 雌果蝇的体型一般比雄果蝇大，但单用体型来判断雌雄显然是不准确的。   2）腹部 雌果蝇的腹部较宽，末端稍尖；雄果蝇的腹部较窄，末端稍圆。 图12 雌雄果蝇（   3）背部条纹 雌果蝇背部有均匀的五个条纹；雄果蝇背部有三个条纹且不均匀，第三个条纹极宽，并延伸到腹面，呈一明显黑斑。   4）腹片 雌果蝇腹片有六个，雄果蝇腹片有四个。   5）性梳 性梳是雄果蝇特有的第二性征，着生在雄果蝇的第一对前足的第一个跗节上。 图 果蝇足结构 一、 1933年：果蝇之王摩尔根 摩尔根与达尔文、孟德尔合称“生物三杰”。 1865年孟德尔发表了遗传学两大定律，这一年也是摩尔根(1866年生)出生之年，第三定律即被孕育。 传奇的白眼果蝇成就了遗传学之父摩尔根，他通过实验证明白眼基因位于x染色体上，证明了基因位于染色体上，1933年获得诺贝尔奖。 摩尔根是世界上第一个获奖的遗传学家，这也是果蝇第一次出现在诺奖。 1910年5月，摩尔根等待的突变出现了，在所有红眼睛的果蝇中，有一只果蝇的眼睛变成了白色。摩尔根把白眼睛隔离开来，培育出很多白眼睛。 二、 米勒 果蝇的突变大师 1946年，摩尔根的学生米勒用X射线辐射出一大堆“奇形怪状”的果蝇……证明了X射线能使果蝇的突变率提高150倍，同时,辐射也会引起染色体畸变，获得了诺贝尔奖，米勒因之获得“果蝇的突变大师”称号。 三、 1995年：果蝇“成人”之路 1995年美国的爱德华-路易斯等三位科学家，因研究果蝇发育基因而发现早期胚胎发育中的遗传调控机理而获诺奖。 果蝇之所以被认为是理想研究模型，这三位诺奖得主功不可没。 四、2004年：果蝇连接人类大脑 2004年，美国理查德·阿克塞尔等发现果蝇在嗅觉功能上有个特定的大脑区域，他们因在气味受体和嗅觉系统组织方式上的研究贡献获得诺奖。 他们的研究阐明了嗅觉系统的工作原理，发现了一个大型基因组，其中包含大约1,000种不同的基因（占我们基因的3％），产生了许多嗅觉受体。果蝇的研究还为进一步阐明基因、神经(脑)和行为间关系提供了理想模型。 五、 2011年：果蝇与人体免疫 2011年，诺贝尔生理学或医学奖由美国科学家布鲁斯.博伊特勒（Bruce A. Beutler）、法国科学家朱尔斯.霍夫曼（Jules A. Hoffmann）和加拿大科学家拉尔夫.斯坦曼（Ralph M. Steinman）分享，以表彰他们在免疫学领域取得的研究成果。 为了抵抗致病微生物（细菌，病毒，真菌和寄生虫）不断威胁，人类和其他动物都进化出了强大的防御机制，免疫系统。 诺奖得主之一的朱尔斯.霍夫曼在1996年和他的同事研究了我们果蝇是如何对抗感染的。他们获得了几种不同基因突变的果蝇，包括了Toll突变。 当霍夫曼用细菌或真菌感染果蝇时，他发现Toll突变果蝇大量死亡，因为它们无法建立有效的防御。由此还得出结论，Toll基因的产物涉及感染病原微生物，并且需要Toll激活来成功地防御它们。 而另一位诺奖得主布鲁斯.博伊特勒则是寻找了一种可以结合细菌产物的受体，脂多糖（LPS）可引起脓毒性休克，这是一种涉及过度刺激免疫系统的危及生命的疾病。他除了做果蝇实验外，还做了小鼠实验。 耐LPS的小鼠在一个与果蝇的Toll基因非常相似的基因中有突变。这种Toll样受体（TLR）被证明也是一种LPS受体。当它结合LPS时，信号被激活，引起炎症，并且当LPS剂量过多时，感染性休克。 这些发现表明，哺乳动物和果蝇在遇到致病微生物时使用相似的分子激活先天免疫，这些分子也被认为是先天免疫的传感器。 六、 2017年：果蝇里挖出的昼夜节律机制 2017 年，美国遗传学家Jeffrey C. Hall、Michael Rosbash和Michael W. Young，因为利用果蝇发现了生物钟的分子机制，揭示控制昼夜节律的分子机制而获诺奖。 2015年，研究者们进行了一个丧心病狂的实验：在雌雄果蝇忘情啪啪的瞬间用液氮把它们“速冻”，然后用断层扫描和3D重建技术，把它们交配时的生殖器官内部构造做成了3D模型。 如何杀死果蝇呢？ 学科网（北京）股份有限公司 $