Работа 5.1. Изучение особенностей строения и жизнедеятельности

Дрозофилы (Drosophila melanogaster)

 

ПОДГОТОВКА К ЗАНЯТИЮ (ВЫПОЛНЯЕТСЯ ЛАБОРАНТОМ)

В лабораторных условиях плодовую муху содержат в пробирках и колбочках на питательной среде, приготовленной по определенному рецепту. Инкубируют при температуре +25^оС и через 17-20 дней пересаживают на свежую питательную среду. Главные составные части питательной среды – дрожжи и сахар. Кроме того, в питательную среду добавляют агар-агар для создания плотности, а также вводят и другие компоненты (картофель, изюм, манную крупу и другие). Важным критерием качества среды является то, что она не должна разжижаться и вытекать при работе с мухами, в то же время она не должна быть слишком твердой и плотной, чтобы личинки в ней могли легко передвигаться.

 

 

Таблица 5 - Состав питательной среды

 

Компоненты среды	Кол-во (г или мл) на …мл воды
Сахарный песок
Манная крупа	3,6
Изюм
Агар агар	0,6	1,8	2,5			5,5
Дрожжи
Пропионовая кислота	0,2	0,5	0,7	1,5	2,00	2,5

 

 

Для приготовления среды в отмеренное количество воды вносят навеску агара, дают агару набухнуть в течение 1-2 часов. Затем добавляют остальные компоненты и ставят на огонь, помешивая среду время от времени, чтобы не пригорела. После закипания среду варят на медленном огне в течение 1 часа, не забывая помешивать; далее добавляют пропионовую кислоту (как консервант) и варят еще 15 минут. Остывшую до 50-60^оС питательную среду разливают в стерильные пробирки или колбочки так, чтобы столбик ее был не менее 2-2,5 см высотой, закрывают ватными пробками. Разлитую среду оставляют при комнатной температуре; на другой день она готова к употреблению. В бытовом холодильнике питательная среда может храниться в течение нескольких дней (долго среду хранить нельзя – она подсыхает и портится).

Для пересадки дрозофилы на свежую питательную среду из колбочки или пробирки, где обитают линейные мухи, отбирают по 2-3 самки и по 4-5 самцов. Для этого в пустую пробирку с помощью пластмассовой воронки отсыпают из колбочки небольшое количество мух. Пробирку закрывают ватной пробкой, увлажненной эфиром, и дают мухам заснуть. Через 2-3 минуты заснувших мух вытряхивают на лист белой бумаги и быстро с помощью лупы отбирают нужное количество самок и самцов. Тех и других мягкой кисточкой переносят в пробирки с питательной средой, закрывают ватными пробками и маркируют пробирки, указывая полную характеристику линии, количество поколений, дату пересадки. Например: yellow, F_30, 6.10.99 г.

Для откладки яиц мухи должны находиться в колбочках с питательной средой не менее 4-5 суток, после чего их удаляют. Из отложенных яиц развивается следующее поколение. При содержании мух в комнатных условиях с температурой 18-20^оС пересадку на свежую питательную среду можно проводить реже – через 25-30 дней.

При планировании занятий по изучению дрозофилы следует учитывать необходимость значительного увеличения количества мух определенных линий и заранее их готовить. Непосредственно перед занятием (за 2-3-часа) часть мух, которые будут использованы для изучения морфологических особенностей, наркотизируют и распределяют по пробиркам без питательной среды так, чтобы каждый студент имел в штативе пробирку с самцами и самками дикого типа и по пробирке с 2-3 мухами всех мутантных линий. Кроме того, для изучения биологии дрозофилы необходимо поставить пробирку или колбочку со старой лабораторной культурой, в которой представлены все стадии развития плодовой мухи.

Для проведения опытов по скрещиванию дрозофилы необходимо помнить, что для получения достоверных результатов необходимо брать только девственных самок. Для этого поступают следующим образом. За 12-15 дней до занятия мух каждой отобранной в опыт линии пересаживают на свежую питательную среду, как было описано выше. Пробирки с мухами инкубируют при 25^оС и через 4-6 дней после кладки яиц и появления личинок всех взрослых особей удаляют. За опытными пробирками устанавливают ежедневный контроль, чтобы не упустить момент начала вылета мух. Вылетевших через 6-8 часов (но не позже) мух подвергают наркотизации эфиром. Заснувших мух сразу же высыпают на лист чистой бумаги, быстро отбирают с помощью кисточки самок и отсаживают в пробирки (или колбочки) с ватными пробками. Если предполагается ставить опыты через какое-то время, самок отсаживают в пробирки с питательной средой. Самцов помещают в другие пробирки или уничтожают, если они не требуются в опыте.

 

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

 

Поместите умерщвленных мух дикого типа на лист белой бумаги. Рассмотрите мух обоего пола с помощью лупы, сравните их. Вы увидите, что самки крупнее самцов. Те и другие желтовато-серого цвета, имеют прямые, более длинные, чем тело, крылья, три пары расчлененных ножек, по бокам головы круглые темно-красные глаза, пару коротких разветвленных усиков на голове. На брюшке самки отчетливо видны 5 темных поперечных пигментированных полосок, брюшко утолщено и заострено на конце. На брюшке самца просматриваются только 3 черных полоски: 2 тонкие и 1 слитая, которая занимает весь кончик закругленного брюшка.

Возьмите кисточкой самку и самца и поместите их на предметное стекло в каплю воды, рассмотрите их под малым увеличением (объектив х4, окуляр х10). При установке света создайте темнопольное освещение, переводя откидную линзу в такое положение, когда ее оправа частично перекроет световой пучок.

При микроскопии обратите внимание на глаза дрозофилы, они имеют сложное фасеточное строение: состоят как бы из большого количества маленьких цветных линз, соединенных воедино. Найдите у самца передние ножки и рассмотрите на первом членике половые гребешки; убедитесь, что у самок такие гребешки отсутствуют.

Крылья мух имеют тонкие жилки и по краям окаймлены очень мелкими волосками.

ЗАДАНИЕ. С помощью лупы рассмотрите пробирки с культурами живых мух, в которых имеются все стадии развития дрозофилы. Найдите отложенные яйца, личинок, ползающих в питательной среде и по стенкам пробирок, куколок. Рассмотрите взрослых мух – самок и самцов, их отличительные особенности. Зарисуйте самку и самца.

Надпись над рисунком: Плодовая муха Drosophila melanogaster. Живой объект. х8.

Отдельно нарисуйте все стадии развития дрозофилы, должны быть даны названия всех стадий: яйцо, личинка, куколка, взрослая особь.

Надпись над рисунком: Стадии развития дрозофилы. Живой объект. Х40.

 

Работа 5.2. Изучение морфологических особенностей

Дрозофил мутантных линий

В генетических исследованиях используются мутантные линии дрозофилы. Чаще всего у дрозофилы мутационным изменениям подвергаются такие признаки, как форма и окраска глаз, окраска тела, форма и характер развития крыльев, строение щетинок. Соответствующие мутации локализованы на хромосомах. Дрозофила имеет 8 хромосом (2n=8), число групп сцепления равно 4. У самки все хромосомы парные, из них 6 – не связаны с полом (аутосомы), 2 – являются половыми хромосомами (ХХ). У самца те же 6 аутосом, что и у самки, и 2 – половые хромосомы (ХУ), причем одна их них – У – присуща только самцу. Имеются подробные генетические карты хромосом дрозофилы. В таблице 6 приведена характеристика ряда мутантных линий и указана локализация генов, ответственных за измененный признак на хромосомах плодовой мухи.

 

 

Таблица 6 - Мутантные линии Drosophila melanogaster

 

Название мутации	Обозначение гена	Тип наследования	Локализация гена	Фенотипическое проявление мутации
vestigial	vg	Рецессивный	Хромосома II, локус 67	Недоразвитые крылья
Curly	Cr	Доминантный	Хромосома II, локус неизвестен	Загнутые кверху крылья
scarlet	st	Рецессивный	Хромосома III, локус 44	Ярко-красные глаза
white	w	Рецессивный	Хромосома I, локус 1,5	Белые глаза
vermilion	v	Рецессивный	Хромосома I, локус 33	Алые глаза
black	b	Рецессивный	Хромосома II, локус 48,5	Черная окраска тела
white apricot (“мёллер-5»)	w^a	Рецессивный	Хромосома I, локус неизвестен	Глаза абрикосовой окраски
cut	ct	Рецессивный	Хромосома I, локус 20	Вырезка на конце крыла
black-vestigial	b vg	Рецессивный	Хромосома II, локусы 48,5 и 67	Черная окраска тела, недоразвитые крылья
black-scarlet	b st	Рецессивный	Хромосома II, локус 48,5; хромосома III, локус 44	Черная окраска тела, ярко-красные глаза
vestigial- white apricot	vg w^a	Рецессивный	Хромосома II, локус 67; хромосома I, локус неизвестен	Недоразвитые крылья, глаза абрикосовой окраски
yellow-cut-vermilion	y ct v	Рецессивный	Хромосома I, локусы 0,20 и 33	Желтая окраска тела, вырезка на конце крыла, алые глаза
Normal (дикий тип)	N			Серая окраска тела, нормальные прямые крылья, темно-красные глаза

 

 

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

 

Внимательно ознакомьтесь с табл.6, в которой дан перечень некоторых мутантных линий дрозофилы, приведены их английские названия, обозначения генов, ответственных за измененные признаки; указана локализация этих генов на хромосомах, отмечены особенности фенотипа мутантов. В штативах на ваших столах находятся пробирки с умерщвленными мухами большинства линий, указанных в табл.6, в том числе и с мухами дикого типа. Рассмотрите мутантов с помощью лупы и микроскопа (объектив х4, окуляр х10), сравните их с дрозофилой дикого типа. Вы убедитесь, что мутанты отличаются от диких мух либо окраской глаз (белые, ярко-красные), либо окраской тела (черное, желтое), либо формой крыльев (недоразвитые, с вырезкой), а отдельные имеют сразу несколько отличительных признаков.

ЗАДАНИЕ. На отдельный лист альбома перечертите всю табл.6, оставив с правой стороны достаточно места для зарисовки мух мутантных линий. Зарисуйте в соответствующих строчках таблицы по одной особи каждой исследованной линии, отобразив ее отличия от дрозофилы дикого типа. Надпись над таблицей та же, что и над табл.6.