从模式生物解读果蝇传奇
果蝇和线虫等模式生物学的应用和成就
果蝇和线虫等模式生物学的应用和成就在生物学研究中，模式生物学（model organism）是指那些特定的物种，其基因组被广泛研究、描述和分析，并成为生物学研究的重要工具。
其中比较著名的包括斑马鱼、小鼠、果蝇、线虫等。
今天我们主要讨论果蝇和线虫模式生物学的应用和成就。
1. 果蝇（Drosophila melanogaster）果蝇是自然界中的一种昆虫，经常作为研究材料被使用。
它拥有细胞发育、分化、细胞凋亡、肢体、视觉和决定性发育等方面的研究历史。
通过果蝇的研究，人们发现了许多基本的生命科学原理。
1.1 分子调控在果蝇中，分子生物学技术的发展以及基因组和基因功能信息的积累，使得开展发育调控的研究成为可能。
果蝇中存在的成簇基因现象（the phenomenon of clustered genes）、基因表达调控机制、基因剪接机制，以及microRNA的发现与运用，都使果蝇成为了非常重要的模式生物之一。
例如，从基因到细胞分化、从细胞命运选择到器官成形、从神经系统发育到感知机制，无一不受到果蝇模式的启发。
1.2 遗传学研究遗传学是果蝇研究最显著的特点和最著名的领域之一。
有关基因的遗传变异和遗传亲缘关系的知识，正是通过果蝇遗传学的研究得以发展和完善的。
其中，重要的历史事件主要包括癌基因的发现和遗传调控、发育生成学的建立、克隆和功能分析中的遗传筛选技术的开发等。
另外，关于基因突变的来源、分布和类型等方面的研究，也为人类疾病的遗传学发展做出了贡献。
得益于技术的进步和原位同步成像的应用，人们发现果蝇胚胎发生的过程较为规律，尤其是细胞分化的问题得到了相应的探究。
1.3 繁殖与生殖作为绝大多数生物最基本的特征之一，繁殖和生殖已成为果蝇发育研究的重要方向之一。
果蝇的生殖系统建立、卵和精子成熟和受精，以及定向发育引导等，均存在着多个维度的研究问题。
研究这些问题需要利用现代的高通量基因表达分析技术、遗传工程和生物化学技术等。
果蝇
关于模式生物果蝇的综述董潞娜 20137296 生物科学四班（山东农业大学生命科学学院，山东泰安 271018）【摘要】生物学家通过对选定的生物物种进行科学研究，用于揭示某种具有普遍规律的生命现象，此时，这种被选定的生物物种就是模式生物。
模式生物在生命科学研究中有重要的作用，不仅能回答最基本的生物学问题，对人类的疾病治疗也有借鉴意义。
近年来随着分子生物学、发育生物学的发展及功能基因组计划的开展，模式生物的作用便显得越来越重要。
本主要介绍了果蝇这种经典模式生物的研究历史、研究优势及发展等，进而简要阐述了模式生物在今天生命科学发展中的重要地位和推动生命科学及医学进步的不可替代的巨大潜力。
【关键词】果蝇模式生物基因组研究进展前言：模式生物具有许多共同的特征，如形体相对较小，在实验室内易于培养和繁殖，世代周期短，形态结构相对比较简单，繁殖系数高（后代数量众多）等，而且通常情况下它的基因组会比较小。
常见的模式生物主要有果蝇、线虫、斑马鱼、拟南芥、水稻等。
本文以果蝇为例，介绍一下果蝇作为模式生物的研究历史、优势、发展等。
1.研究历史今日世界上的最为人所知的果蝇产自东南亚, 其在分类学上属于昆虫纲双翅目。
其中 D rosophila是属名, 种名me lanogaste r 是黑色消化道的意思。
在这类果蝇的幼虫腹部一侧可见到黑色的消化道, 由此称之为“黑腹果蝇”, 在1830年它被命名为 D rosophila me lanoga ster。
黑腹果蝇虽然在 1830年首次被描述, 而它第一次被用作试验研究对象则要到 1901年, 试验者卡斯特通过对果蝇的种系研究, 设法了解多代近亲繁殖的结果和取自其中某一代进行杂交所出现的现象。
1910年, 摩尔根开始在实验室内培育果蝇并对它进行系统的研究, 他通过果蝇突变体验证孟德尔遗传学说, 在 1915 年与助手合著了《孟德尔遗传机制》并因此于 1933年获得诺贝尔生理学或医学奖。
生物微型课昆虫世界探秘观察果蝇的生命周期
生物微型课昆虫世界探秘观察果蝇的生命周期生物微型课: 昆虫世界的探秘——观察果蝇的生命周期在生物微型课中，我们将一起展开一次奇妙的旅程，进入昆虫世界，并仔细观察和探索果蝇的生命周期。
果蝇（Drosophila melanogaster）是一种小型的昆虫，被广泛用于研究生物学和遗传学的模型生物。
一、引言：探索果蝇的生命周期果蝇是一种广泛存在于我们周围的昆虫，饲养和观察果蝇的生命周期不仅能帮助我们了解昆虫的发育过程，还可以揭示出生物学和遗传学的许多奥秘。
通过观察果蝇的生命周期，我们可以更好地理解生命的起源和发展。
二、果蝇的生命周期1. 卵阶段果蝇的生命周期始于雌性果蝇产卵。
果蝇雌性在适宜的地方产卵，每次可以产下数十个到数百个卵。
果蝇卵的大小约为0.5毫米，并呈椭圆形。
卵通常会附着在容器的边缘或食物上。
2. 幼虫阶段果蝇的卵在几天后孵化出幼虫。
幼虫是果蝇生命周期中最活跃的阶段。
它们有一个小头部和一条圆筒状的身体，并由13个不断运动和蠕动的体节组成。
幼虫通过摄食食物成长，并在此期间进行饲养，以促进其快速生长。
3. 蛹阶段当幼虫的体积足够大时，它们会在食物表面蜕变成蛹。
蛹是果蝇发生变态的阶段，也是幼虫向成虫转变的过程。
蛹的外表呈橘黄色，它们会在蛹内进行重要的组织和器官发育，最终形成成熟的果蝇。
4. 成虫阶段在蛹内发生完全后，成熟的果蝇会从蛹中破壳而出。
初出生的果蝇身体较柔软，瓢虫似的翅膀还没完全展开。
成年后，果蝇的身体变硬，并且展开了翅膀，以便它们可以开始飞行。
三、观察果蝇生命周期的实验方法观察果蝇生命周期的实验十分简单方便。
我们只需要一个透明的容器、食物（如果蝇培养基）和一个果蝇培养盘。
首先，在培养盘中加入适量的果蝇培养基，并在上面放置一些成熟的果蝇。
然后将培养盘覆盖在透明容器上，以防止果蝇逃脱。
每天观察容器中的果蝇，并记录它们的状态和生长情况。
四、果蝇生命周期的应用果蝇作为模型生物，在科学研究中发挥着重要的作用。
模式生物---果蝇
汇报人：张亮亮
目录
果蝇简介 果蝇作为模式生物的优点 果蝇主要被用于什么领域 谢谢大家
果蝇简介
果蝇的生活史
果蝇属于双翅目，体长约0.3厘米，广泛分布于全球 温带及热带地区，主要以附生在腐烂发酵的水果上的 酵母菌、真菌为食。在夏秋季节，果园、菜市场、草 坪等到人类的栖息地皆可见其踪迹。在实验室里，果 蝇的饲养条件并不苛刻，凡能培养酵母菌的基质都可 作为其养料。果蝇的生活周期十分短暂，完成一个世 代的交替平均只需要2周左右。
果蝇简介
果蝇基因
2003年3月，果蝇全基因组测序工作基本完成。其中基 因组中编码蛋白质的基因大约有13600多个，其数量比线 虫少，但功能更为复杂多样。在这些基因中约有一半与哺 乳动物编码蛋白质的基因具有较高的同源性，超过60%的 人类疾病基因在果蝇的基因组中有直系同源物。其中人类 的肿瘤、神经疾病、畸形综合征等到有关基因与果蝇基因 同源的可能性相当大。因此，以果蝇为模式研究人类的疾 病的发病机制有非常重要的意义。
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3/8/2020
果蝇简介
果蝇的唾腺染色体及其基因组
基因表达时，染色体上相对应的纹带中形成一个疏松的 “泡”；基因不表达时，疏散的“泡”又紧缩成可辨的明显 的纹带。在果蝇幼虫的不同发育阶段，基因选择性表达，染 色体上的“泡”的数目和形态也随着细胞的分化状况而发生 改变。其中每一个“泡”可能是一个正在转录的区域，可产 生大量的信使RNA 的闪体。组织化学的特异性染色法可对多 线染色体是的DNA和RNA进行选择性染色，根据不同的染色 方法可以准确地观察到DNA和RNA在染色体上的变化情况。
果蝇简介
果蝇的生活史
果蝇由卵发育为成虫大体经过卵、幼虫、蛹 和成虫4个阶段，其中幼虫又分为一龄、二龄及 三龄三个时期，属完全变态发育。1只雌果蝇一 生能产下300—400个卵，卵经1 天即可孵化成 幼虫，组成一个庞大的家族。如此众多的后代， 足以作为一个研究样本进行数理统计分析。
果蝇作为模式动物在生命科学中的应用
果蝇作为模式动物在生命科学中的应用当人们谈论生命科学时，常常会提到模式动物。
模式动物是指在研究某一领域时，经常被用作研究对象的生物物种。
它们具有较短的生命周期、简单的组织结构和相对较小的基因组，是科学家们研究生物学、遗传学和生理学等领域的重要工具。
而在众多的模式动物中，果蝇被广泛地应用于生命科学研究中。
本文将深入探讨果蝇作为模式动物在生命科学中的应用和意义。
1. 果蝇的基础遗传学果蝇(Drosophila melanogaster)是一种小型的果蝇科昆虫，与许多其它生物一样，它的遗传学是其作为模式动物的主要优势之一。
在成群结队地孕育、快速繁殖的果蝇实验室中，研究人员可以在短时间内在多代果蝇中进行基因变异和分析，了解某些特定的基因如何传递到下一代。
自从1909年第一次使用果蝇进行基因研究以来，科学家们发现了许多实用的遗传学工具，这些工具可以被应用于其他生物体中。
其中一项最具有实用性的工具是基因突变。
果蝇在一定程度上是由其基因组组成的。
如果某个基因发生突变，那么突变的基因就会影响到果蝇的身体特点。
例如，在经典的研究中，一些基因突变会导致果蝇变得白眼睛而非红眼睛。
随着科学家们对果蝇基因突变功能的研究，他们发现了许多与生物学相关的基因，其中一些基因同样适用于其他生物。
2. 果蝇在生物学研究中的应用除了应用于基因遗传学研究之外，研究人员在生物学、生理学和进化生物学等学科也可以使用果蝇作为模式动物。
这是因为果蝇有非常相似的器官和细胞结构，因此也适用于许多其他生物上发生的生物学问题的研究。
例如，科学家最近利用果蝇来研究肺炎杆菌如何引起肺炎。
通过向果蝇注入肺炎杆菌，科学家们能够看到一系列不断变化的生物学反应，包括围绕免疫系统的多种反应。
这些信息可以用来理解和探讨与人类免疫系统有关的问题。
此外，研究人员还可以利用果蝇来探究基因组学的一些普遍性问题。
果蝇的基因组中含有数千个基因，同样也含有许多重复基因序列，这些序列在其他动物和人类基因序列中很常见。
分析果蝇的遗传规律
分析果蝇的遗传规律果蝇(Drosophila melanogaster)作为实验动物，在遗传学研究中发挥了重要的作用。
其短寿命、容易繁殖和遗传特性的可观察性使它成为研究遗传规律的理想模型生物。
本文将从果蝇的基本遗传模式、发育遗传学和行为遗传学等方面来分析果蝇的遗传规律。
首先，果蝇的基本遗传模式是显性、隐性和杂合优势。
果蝇基因的显性和隐性表现在單雄配子型上，具体来说，当一个等位基因显性时，只要一个等位基因是显性的，个体就会表现出相应的特征。
而当一个等位基因为隐性时，必须同时存在两个隐性等位基因，才会表现出相应的特征。
此外，杂合优势表现为在杂合子的个体中，两个等位基因相互作用会导致杂交体比纯合体更有生存优势。
其次，果蝇的发育遗传学是研究果蝇个体生命周期中各个阶段的遗传变化和表达的学科。
果蝇的发育过程可分为卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段。
通过对果蝇发育过程中的突变体进行观察和研究，科学家发现了许多与发育相关的基因，并揭示了这些基因在果蝇生命周期中的重要作用。
第三，行为遗传学是研究果蝇行为特征的遗传变异机制。
果蝇的行为包括飞行、觅食、繁殖行为等。
通过遗传交叉和基因突变实验，科学家们发现了与果蝇行为相关的基因，例如控制果蝇觅食行为的基因Octopamine receptor Octβ2和控制果蝇繁殖行为的基因fru。
这些研究揭示了果蝇行为的遗传基础。
此外，果蝇的遗传规律还涉及到遗传连接、遗传连锁和遗传映射等方面。
遗传连接表示基因的遗传相互关系；遗传连锁是指两个或多个基因的遗传单位存放在同一染色体上，通过连锁互不分离的传递；遗传映射是通过测量基因间的连锁判断它们在染色体上的位置。
综上所述，果蝇作为实验动物，具备短寿命、容易繁殖和遗传特性可观察性的特点，成为研究遗传规律的理想模型生物。
通过对果蝇的基本遗传模式、发育遗传学和行为遗传学的研究，科学家们深入理解了果蝇遗传的基本规律。
果蝇的遗传规律不仅对果蝇本身的生物学研究具有重要意义，也为人类遗传学的发展提供了重要的参考。
果蝇作为遗传学研究的模式生物
果蝇作为遗传学研究的模式生物遗传学是生物科学的一个重要分支，研究基因的遗传规律和变异机制。
而果蝇（Drosophila melanogaster）作为遗传学研究的模式生物，已经成为了众所周知的实验动物。
果蝇是一种小型昆虫，身长约3-4mm，全球广泛分布，包括温带和热带地区。
它们具有很短的生命周期和高繁殖能力，而且容易饲养，所以成为了常用的实验动物。
首先，果蝇的遗传学特性易于研究。
果蝇基因组大约有1.5亿个碱基对，但仅有4个染色体，共有约1.4万个基因。
果蝇基因的构成和人的相似，但相对更加简单，研究起来更加容易。
此外，果蝇的遗传特性有利于繁殖和实验。
果蝇的幼虫生长很快，短短几天就能从卵变成成熟的蝇。
幼虫排卵的同时，可使用小软笔将需求者转移到新培养罐中。
在实验室饲养期间，只需提供酵母、干粉和一点点糖等简单的食物，就能让果蝇良好饲养。
其次，果蝇在许多遗传过程上都与人类有相似的基因。
例如，果蝇的基因LOV-2可以被用在构建光敏剂科研里研究光导制物理特性的生物系统。
此外，通过对果蝇进行基因操作或人工选择，可以研究基因、性状、行为和发育等方面的遗传特性，这对确定一个遗传特征的起源和功能有很大的帮助。
最后，果蝇也用于疾病的研究。
科学家们已经发现许多人类相关基因在果蝇中同样存在，并且这些基因的结构和功能也类似于人类。
因此，将果蝇用于疾病研究，对于畜产品中的致病菌和新药物的测试都有很大的作用。
总的来说，由于其生命周期短、繁殖快，而且易于饲养、研究，以及和人类基因类似等特点，果蝇被公认为是遗传学研究的理想模式生物。
在未来，相信果蝇还将继续为这一领域的研究做出更加杰出的贡献。
果蝇基因组及其模型生物作用
果蝇基因组及其模型生物作用果蝇，这种小巧玲珑的昆虫，在科学家们的研究中扮演着至关重要的角色。
果蝇拥有很短的，只有两周的生命周期，而且其遗传系统和人类非常相似，都会遵循孟德尔遗传规律，这些特点使得果蝇成为模式生物研究的理想选择。
今天，我们将要探索的是：果蝇基因组及其模型生物作用。
果蝇基因组是什么？果蝇基因组是指果蝇所有基因的集合。
果蝇基因组由约1.2亿个DNA碱基对组成，编码有约1.5万个基因。
此外，果蝇基因组还包含重复序列和非编码区域等。
果蝇基因组的重要性研究果蝇基因组具有重要的科学意义。
通过对果蝇基因组的分析，我们可以研究生命周期、免疫、病菌抵御、发育及成熟等多个生物学问题。
此外，果蝇基因组也是研究骨骼肌萎缩、白内障、阿尔茨海默氏症等人类疾病的理想模型，这些疾病都与人体遗传相关。
果蝇基因组的解读研究果蝇基因组不仅需要深入了解果蝇遗传，还需要掌握一系列技术。
其中最重要的是基因测序技术，这项技术是将果蝇基因组从头到尾地测序，并把其整个信息录入计算机。
这样，科学家们就可以对这些数据进行分析，从而发现不同基因的编码方式及其在果蝇生命中的作用。
模式生物果蝇在生命科学中的重要意义作为诺贝尔奖的得主杨振宁所说，“物理、化学需要实验室来验证，但生物可以通过模拟来完成。
”这其中，果蝇则是最受欢迎的研究对象之一。
之所以选择果蝇作为模式生物，一方面是因为果蝇的生命史短，一两周就可以完成生命循环，而且能在有限的空间里提供大量的后代；另一方面则是因为果蝇遗传、细胞分裂、发育等方面与人类非常相似。
因此，研究果蝇的生命，有望帮助我们更好地理解人类及大量生物的营养需求、物质交换和身体适应性等问题。
模式生物果蝇的突变基因研究当我们研究果蝇生殖、发育、行为、生理等过程时，经常会遇到部分个体出现了某些异常现象。
这些异常现象往往是由基因突变引起的。
在这里，我们可以使用基因突变技术来对这些基因进行研究。
通过对基因的研究，我们可以了解到基因的功能，从而推断它们在生命过程中的具体作用。
生物学研究中的模式动物果蝇
生物学研究中的模式动物果蝇夏天，水果一旦开始腐烂，果蝇就会寻着烂水果释放出来的特殊气味，成群结队地飞到烂水果上吸食残存的甜蜜物质或酵母菌。
它们的体长一般只有2～3毫米，如果用放大镜观察，你会发现这些小虫子有点像Mini版的蜜蜂，不过它们那对红色眼睛却是独具特色的。
一旦几天不处理这些烂水果，果蝇们很快就会在其上面繁衍后代，不到两周时间，它们就能繁衍一代。
雌性果蝇每次产卵约400枚，不到一天的时间，幼虫就能破壳而出。
除了生命周期短、繁殖能力强、易于饲养和便于观察等特点之外，果蝇还因染色体数目少，具有适合作模式动物的优势。
自20世纪初，果蝇就成为遗传学研究的最佳模式动物。
黑腹果蝇的染色体只有4对，同为模式动物的斑马鱼和小鼠染色体分别有25和20对。
2000年，黑腹果蝇基因组测序完成后，科学家发现果蝇和人类基因组序列同源性高达60%，而且人体75%的已知致病基因与果蝇身上的相似，因此染色体相对简单的果蝇非常适合人类遗传学或疾病机理的研究。
果蝇是生物学研究中的模式动物。
果蝇的研究并不一定在遗传学领域。
试题解析试题1：果蝇的长翅（V）对残翅（v）为显性。
在一个由600只长翅果蝇和400只残翅果蝇组成的种群中，若杂合子占所有个体的40%，那么隐性基因v在该种群内的基因频率为（）A．20% B．40% C．60% D．80%解析：基因频率是在种群基因库中某一基因占该种群中所用等位基因的比例。
由题意知vv=400只，Vv=（600+400）×40%=400只，VV=600-400=200只，因此v 的基因频率=（2×400+400）÷2000×100%=60%，故答案为C。
试题2：自然界生物经常出现染色体数目变异的情况。
黑腹果蝇第Ⅳ号染色体（点状染色体）多一条（三体）或少一条（单体）可以生活，而且能够繁殖。
果蝇的无眼和正常眼是一对相对性状，控制这对性状的基因位于第Ⅳ号染色体上，利用多对无眼和正常眼的纯合果蝇进行杂交实验，子一代全为正常眼，子二代正常眼：无眼=3：1。
模式生物---果蝇
模式生物---果蝇
汇报人：张亮亮
目录
果蝇简介 果蝇作为模式生物的优点 果蝇主要被用于什么领域 谢谢大家
果蝇简介
果蝇优势
果蝇的神经系统相对于脊椎动物等其它物种来说相对 简单，因而对其生理、生化及解剖的研究相对简单易行。 但是它的神经系统又具有一定的复杂性，使得果蝇可以完 成觅食、交配、求偶、学习记忆以及昼夜节律等复杂行为。 果蝇无论在蛋白质分子基础，还是信号传导通路；无论是 神经编码方式，还是突触传递机制，以及神经疾病的发生 和病症上，都与哺乳动物有高度的相似性。因此，以果蝇 为模型，研究神经系统的一些基本问题，是一个简捷而有 效的途径
果蝇的性状表现 果蝇的性状表现极为丰富，突变类型众多，而且具 有许多易于诱变分析的遗传特征。是的复眼性状可分 为白眼、朱砂眼、墨黑眼、砖红眼和棒眼等；果蝇的 体色可分为黄身、黑檀身和灰身等；果蝇的翅膀可分 为长翅、残翅、小翅、卷翅和无横隔脉翅等。由于其 表型多样，在研究果蝇的杂交等试验时，对其亲本的 组合的选择也可多种多样。
果蝇简介
果蝇的行为
果蝇的神经系统相对于人类而言简单得多，但同 样表现出与人类相似的复杂的行为特征，如觅食求偶、学 习记忆、休息睡眠等。
果蝇细小的身躯反映的是科学的大世界，蕴藏着 数量惊人的科学信息。随着现代分子生物学技术的日臻成 熟，果蝇的研究已远远不止停留在白眼突变和连锁互换规 律的层次上，科学家更关注怎样使果蝇的研究能更好地为 人类服务，希望能够通过对果蝇的研究揭示人类生命的奥 秘。作为经典的模式生物，果蝇在未来的生命科学研究中 将发挥更加巨大的作用。
从模式生物解读果蝇传奇
从模式生物解读果蝇传奇医学检验1002班 2206100212 齐天琪模式生物在现代生命科学基础研究中具有举足轻重的地位。
尤其是在最近几年，这些模式生物的基因组测序相继完成，在这些基因组信息的基础上，以这模式生物为研究对象的重大科学发现层出不穷. 随着人类全基因组测序工作的完成，对人的研究也已经进入了“后基因组时代”，在后基因组时代，对这些处于生物演化不同阶段的模式生物体的研究是认识人类基因结构与功能所不可缺少的；同时，要想在整个基因组的规模上了解基因组和蛋白质组的功能意义，包括基因组的表达与调控、基因组的多样化和进化规律以及基因及其产物在生物体生长、发育、分化、行为、老化和治病过程中的作用机制，都必须充分加强对不同种类模式生物的综合研究以及发展新的模式生物。
那么，一般模式生物有什么特点呢？由实验的目的和可操作性，我们可以知道，模式生物必须具备：1）其生理特征能够代表生物界的某一大类群；2）容易活得并易于在实验室内饲养、繁殖；3）容易进行实验操作，特别是遗传学分析。
大千世界中，要找到符合上述3种条件的生物，其实并不困难。
两千多年前亚里士多德用Oinopta（嗜酒者）属中的一种神奇生物，向我们揭示了模式生物的秘密。
后来，分类学家又用Drosophila代替了Oinopta。
这就是果蝇，从一个嗜酒之徒摇身一变成为“爱露者”。
这种神奇生物在19世纪随香蕉一起被贩卖到新大陆，从此生生不息，开创一段生物学史中最令人瞩目的传奇，人类文明也从此有了经典遗传学。
有谁会想到，一种红眼、双翅、羽状触角芒、身体分节、黄褐色的小昆虫，在近百年间竟然能够“培养”出好几位获得诺贝尔奖的大科学家。
1900年在哈佛大学的伍德沃思曾大量繁殖过果蝇,后来他把果蝇推荐给犬斯尔,犬斯尔及其同事又将果蝇介绍给卢茨 ,卢茨最后又介绍给摩尔根。
1910年5月当那个神奇的白眼果蝇出现在摩尔根实验室后，摩尔根实验室就好像好运发生器，摩尔根验证了孟德尔学说，提出了连锁遗传，绘制了果蝇遗传图谱。
果蝇——小昆虫的大成就
转 向遗传 学 ，并 开 始寻 找适合 遗 传学 研究 的生 物 。大约在 １ ９ ０ ８年 ，摩尔 根经朋友推荐决定采 用果蝇 开展遗传学研究 ，并通过物理 、化学 和放 射 等方法对果蝇进行 突变 。在 １ ９ １ ０年 ５月 的一 天 ，摩尔根在实验室 中发现 了一只与众不同 的雄 果 蝇—— 白眼果蝇 。他把这只 白眼雄 蝇与几只红
短暂 的生命 史 、高效 的繁殖率 、快速 的胚胎发育 等 特点 都是其他实验 动物无可 比拟的［ ２ ］ 。一对果
蝇 在半 个 月左 右 即可产 生几 百 个遗 传 背景一 致
的后 代 ，而传统 的啮齿类动 物模 型要 经过 ３ ～４ 个 月才 能获ห้องสมุดไป่ตู้得 极少 数 的后代 。对 于 生物 学家 来
自筮 ． 未 志 第 ３ ５ 卷 第 ６ 期 ＿ 专 题 综 述
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ０ ２ ５ ３ — ９ ６ ０ ８ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０ ０ ７
果 蝇 — — 小昆 虫 的 大 成 就
陈怡① 薛雷②
①记 者 ，上海科技报 ，上海 ２ ０ ０ ０ ２ ０ ；博士研究生 ，同济 大学人文学 院，上海 ２ ０ ０ ０ ９ ２ ；②教 授 ，同济大学生命
说 ，１年甚 至更久 才能完成 的胚胎发育和世代交 替让人 等得 心焦 ，果蝇则为他们赢得 了宝贵 的时
问， 为研究胚胎发 育和遗传 分析等提供 了更为快 捷有效 的途径 。另外 ，绝大多数研究需要足够 的 动物样本数量用 于统计分析 ， 果 蝇 的饲养成本不 到小 鼠的 １ ％，这也使得实验经 费有 限的科学家
路 和器 官发生 ，以及觅食 、爬行等行为 。由于幼 虫连续进食 ，很少节制 ，果蝇的幼虫期对于药物
模式生物-果蝇全解
脊髓小脑共济失调
HSP70改善SCA3果蝇的神经退行表型
a 表达Q78 b 共表达Q78与HSP70 c HSP70（显性负效应）
d 共表达HSP70（显性负效应）与HSP70
HD果蝇模型
Notch受体蛋白的信号通路
果蝇神经细胞发育过程中由 Notch和Delta介导的侧抑制
在高尔基体 中进行第一 步切割形成 异源二聚体
attR
attL
• Co-injection of attB-construct DNA with fC31 mRNA into attP embryos • ~ 10-50% integration rate
RNAi
基因打靶
果蝇基因打靶杂交流程
目标基因的断裂可增加同源重组发生的概率
ZFN
FokI nuclease domain (Fn)
神经退行性疾病
• Amyloid precursor protein like, Presenilin（ Alzheimer’s Disease ） • huntingtin（Huntington’s diease） • Parkin（juvenile-onset parkinson’s disease，早发型帕金森氏 病）， • tau（frontotemporal dementia with parkinsonism, FTDP-17, 额颞叶痴呆型帕金森氏病）， • Notch（CADASIL syndrome, 伴有脑白质梗死的遗传性脑动脉 病） • ABCD1（adrenoleukodystrophy, ALD，肾上腺脑白质营养不 良）
果蝇中常用的基因调控元件
Flp/FRT
Cre/loxP
UAS/Gal4(Gal80)
果蝇在生物学研究中的应用
果蝇在生物学研究中的应用果蝇，在生物学界被誉为“实验室老鼠”，是本世纪所建立的标准模式生物之一。
这种小昆虫被广泛用于研究遗传、发育、行为等重要生物学问题，也是现代生命科学中不可或缺的研究工具。
本文将从果蝇的生物性特征、遗传技术、研究方法和应用等方面，来探讨果蝇在生物学研究中的应用。
一、果蝇的生物性特征果蝇科学名为Drosophila melanogaster，属于两翅目(Diptera)昆虫，是一种小型的果蝇，长约3mm左右，具有透明的翅膀和红色眼睛。
这种微小的昆虫便于在实验室中饲养和研究，而且它生命周期短，从卵到成虫只需要10~14天，繁殖快速，每天产卵数可达200枚左右。
这些生物学特征使果蝇成为研究学科的模式生物。
二、果蝇遗传技术的应用遗传学是生物学研究的重要分支，在研究中，我们需要人工干预一个生物个体的基因，观察其生长发育和性状等方面的变化。
然而在实际操作中，我们很难在哺乳动物体内进行基因改造试验。
而果蝇具有较高的遗传变异性，因此成为研究基因功能和行为、形态特征的标准模式生物。
研究人员可以通过人工干预果蝇的行为、形态、生产等特性，得到一系列变异果蝇，然后根据变异果蝇的遗传特点，提取所需要的基因或基因组。
在遗传技术的帮助下，人类得以开展各种针对果蝇的PCR扩增、基因克隆和转录组分析等实验操作，从而深入研究果蝇的生物学机理。
三、研究方法果蝇可以利用自然和人工干预两种方法进行繁殖和实验操作。
自然干预是将果蝇放置于一个天然的环境中，然后观察观察其行为和特征的变化，通常被称为野外研究。
而人工干预是通过人为控制果蝇的生长环境、特性、行为、繁殖等方面，然后进行各种实验和研究。
人工干预不仅允许科学家们自由控制果蝇实验的逻辑性和精确性，而且也更适于研究果蝇的基因调控和基因组互作等方面。
四、果蝇在实际研究中的应用在遗传学中，研究人员可以利用果蝇进行基因定位和遗传显影等方面的试验。
这是因为果蝇基因组非常小，仅有150M，含有几千种基因。
果蝇模型与遗传观点深度解读生物进化机制
果蝇模型与遗传观点深度解读生物进化机制生物进化是指生物种群在长期的时间尺度下，通过遗传变异和自然选择的过程逐渐适应环境和改变形态、生理和行为的过程。
在生物进化研究中，果蝇(Drosophila melanogaster)模型与遗传观点起到了重要的作用。
本文将对果蝇模型与遗传观点在生物进化机制中的深度解读进行阐述。
果蝇模型(Drosophila melanogaster)是一种小型果蝇，由于其短寿命、繁殖力强、易于繁育和观察，被广泛应用于遗传学和生物学研究中，特别是在生物进化研究方面。
果蝇的基因组相对较小，具有丰富的遗传变异和多样性，使得研究人员能够深入研究其遗传机制以及与生物进化相关的问题。
遗传观点是指遗传变异在生物进化中的作用和重要性。
根据遗传观点，遗传变异是生物进化的基础，而自然选择则是选择适应度较高的遗传变异的机制。
果蝇是一个理想的研究对象，因为它具有丰富的遗传变异，这使得研究人员能够更好地理解遗传机制在生物进化中的作用。
首先，果蝇模型的研究揭示了遗传变异的重要性。
果蝇的基因组包含约1.65亿对碱基，其中包含了超过1万个基因。
这些基因中的变异通过突变、重组和自然选择等机制引发了果蝇群体的遗传多样性。
研究发现，果蝇个体与个体之间存在着丰富的单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)，这些多态性反映了果蝇群体的遗传变异。
通过对果蝇不同个体之间的遗传差异进行研究，我们可以更好地理解遗传变异在生物进化中的作用，如何给物种带来新的适应性特征以及如何促进物种的适应性进化。
其次，果蝇模型有助于研究自然选择的作用。
果蝇的繁殖周期短、繁殖力强，使得其群体能够进行快速的繁衍和演化。
研究人员通过对果蝇不同基因型之间的生存能力和繁殖能力的比较，可以揭示不同遗传变异的适应度差异。
例如，研究发现果蝇的视觉基因受到光线环境的影响，适应能力强的基因型在不同光照条件下具有更好的生存和繁殖能力。
果蝇发育生物学研究
果蝇发育生物学研究是现代生命科学领域的热门话题之一，也是生命科学领域中最重要的研究分支之一。
果蝇作为一个经典的模式生物，在生物学研究中占有非常重要的地位。
随着科技的发展，果蝇发育生物学的研究不断深入，为人类解决各种疾病和问题提供了新的思路和方法。
果蝇作为模式生物，具有很强的可比性和广泛的适用性，这使得其在生命科学领域中得到了广泛的重视和应用。
其生命过程与人类相似，许多基本的生命活动与人体都有相似之处。
因此，在研究果蝇的发育生物学过程中所获得的基础知识和研究成果可以为人类相关领域的研究提供依据。
果蝇的发育生物学是生命科学中的一大热点。
作为经典模式生物，果蝇的研究更便于科学家深入研究，理解其发育过程中的种种对人体的影响。
果蝇的生殖周期极短，比人类快得多，这也帮助科学家们研究了其生命活动过程的许多方面。
由于这些优势，研究人员对果蝇不同发育阶段的生物学过程进行深入的研究逐渐开始兴起。
果蝇的发育是由遗传因素和环境影响共同塑造的。
从受精卵到成熟出鞘的成熟个体，整个发育过程中，果蝇的身体组织和器官不断发育和成长。
通过对果蝇的分子生物学和遗传学研究，科学家们已经成功地揭示了果蝇发育的诸多生物学过程。
下意识地，我们可能会想到果蝇是以一种静止不动的方式生存的；其懒散的生活习性可能会让我们失望——但事实上，这并不是真正的事实。
果蝇的习性是复杂多变的，其生活方式也极其灵活和适应性较强。
最早的果蝇研究集中在其繁殖上，大量的研究工作贯穿了几十年时间。
与此同时，越来越多的科学家们开始研究各种其他的生命活动过程。
由于果蝇是一种非常小的生物，因此研究人员需要用一些高精度的显微设备来調查欲学的方面。
科学界认为，发育是体系内内部调节与外部环境因素的综合结果。
发育的过程由一系列细微的变化组成，这些变化可以分为三个阶段：胚胎、幼虫和成虫。
果蝇的发育过程是从它的受精卵开始的。
在整个发育过程中，果蝇必须依赖于其基因功能的正常发挥，以及体外环境的正常维持。
模式生物：果蝇Drosophilamelanogaster
模式生物：果蝇Drosophilamelanogaster
昆虫纲的黑腹果蝇繁殖迅速、多产、染色体数量少（仅4对）、易于进行基因定位与操作、容易诱导明显的突变表型。
在发育生物学研究方面，早在 1900 年哈佛大学的教授 William Ernest Castle 就首次将果蝇用作胚胎研究的对象。
1908 年， Thomas Hunt Morgan 开始在实验室内培育果蝇并对它进行系统的研究。
科学家不仅用果蝇证实了孟德尔定律，而且发现了果蝇白眼突变的性连锁遗传，提出了基因在染色体上直线排列以及连锁交换定律。
Morgan 1933 年因此被授予诺贝尔奖。
果蝇的基因组测序于 2000 年完成，是研究遗传和发育的重要模式动物。
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从模式生物解读果蝇传奇
医学检验1002班 2206100212 齐天琪模式生物在现代生命科学基础研究中具有举足轻重的地位。
尤其是在最近几年，这些模式生物的基因组测序相继完成，在这些基因组信息的基础上，以这模式生物为研究对象的重大科学发现层出不穷.随着人类全基因组测序工作的完成，对人的研究也已经进入了“后基因组时代”，在后基因组时代，对这些处于生物演化不同阶段的模式生物体的研究是认识人类基因结构与功能所不可缺少的；同时，要想在整个基因组的规模上了解基因组和蛋白质组的功能意义，包括基因组的表达与调控、基因组的多样化和进化规律以及基因及其产物在生物体生长、发育、分化、行为、老化和治病过程中的作用机制，都必须充分加强对不同种类模式生物的综合研究以及发展新的模式生物。
那么，一般模式生物有什么特点呢？由实验的目的和可操作性，我们可以知道，模式生物必须具备：
1） 其生理特征能够代表生物界的某一大类群；
2） 容易活得并易于在实验室内饲养、繁殖；
3） 容易进行实验操作，特别是遗传学分析。
大千世界中，要找到符合上述3种条件的生物，其实并不困难。
两千多年前亚里士多德用Oinopta（嗜酒者）属中的一种神奇生物，向我们揭示了模式生物的秘密。
后来，分类学家又用Drosophila代替了Oinopta。
这就是果蝇，从一个嗜酒之徒摇身一变成为“爱露者”。
这种神奇生物在19世纪随香蕉一起被贩卖到新大陆，从此生生不息，开创一段生物学史中最令人瞩目的传奇，人类文明也从此有了经典遗传学。
有谁会想到，一种红眼、双翅、羽状触角芒、身体分节、黄褐色的小昆虫，在近百年间竟然能够“培养” 出好几位获得诺贝尔奖的大科学家。
1900年在哈佛大学的伍德沃思曾大量繁殖过果蝇,后来他把果蝇
推荐给犬斯尔,犬斯尔及其同事又将果蝇介绍给卢茨 ,卢茨最后又介绍给摩尔根。
1910年5月当那个神奇的白眼果蝇出现在摩尔根实验室后，摩尔根实验室就好像好运发生器，摩尔根验证了孟德尔学说，提出了连锁遗传，绘制了果蝇遗传图谱。
因此1933年的诺贝尔医学奖授予了摩尔根 ,以表彰他在研究染色体在遗传方面的功能中所做出的贡献。
1946年，摩尔根的学生，被誉为“果蝇的突变大师”的米勒，证明X射线能使果蝇的突变率提高150倍，因而成为诺贝尔奖获得者。
1995年诺贝尔奖再一次落到果蝇的研究者上，这是因为果蝇用了它独特的魅力向人们展示了一个受精卵如何在基因的控制下发育成一个完整的个体！
为什么果蝇 ( Drosophila melanogaster) 曾三度飞进卡罗林斯卡医学院的颁奖大厅 ,为主人领回诺贝尔生物医学奖桂冠(1933 年摩根 ,1946年米勒 ,1995年刘易斯、 尼尔森·沃哈德和维斯郝斯) ？果蝇生活史短，易饲养，繁殖快，染色体少，突变型多，个体小，是一种很好的遗传学实验材料，在20世纪生命科学发展的历史长河中，果蝇扮演了十分重要的角色，是十分活跃的模型生物。
遗传学的研究、发育的基因调控的研究、各类神经疾病的研究、帕金森氏病、老年痴呆症、药物成瘾和酒精中毒、衰老与长寿、学习记忆与某些认知行为的研究等都有果蝇
的“身影”。
从1908年由天才的遗传学家摩尔根把它带上了遗传学研究的历史舞台，约在此后30年的时间中，果蝇成为经典遗传学的“主角”。
在近代发育生物学研究领域中，果蝇的发生遗传学独领风骚。
1995年，诺贝尔奖再次授予三位在果蝇研究中辛勤耕耘的科学家。
果蝇为进一步阐明基因－神经（脑）－行为之间关系的研究提供了理想的动物模型。
基于清晰的遗传背景和便捷的遗传操作，果蝇在发育生物学生物化学分子生物学等领域也都占据了不可替代的位置. 随着神经科学的兴起，许多遗传操作在该领域不断发展和成熟，为在果蝇中进行神经科学的研究打下了坚实的基础. 总之，果蝇在近一个世纪以来的生物学舞台
上占有举足轻重的地位，在各个领域的广泛应用使其成为一种理想的模式生物，不论在过去现在和将来，都将为人类探索生命科学的真谛做出不可磨灭的贡献.
当然，医学研究领域还有其他许许多多值得一提的模式生物，常用的模式生物有酵母、线虫、斑马鱼、小鼠和大鼠等等，这些模式生物已经得到了非常广泛的应用。
在此，对它们就不再作详细的研究。
这些生物和果蝇一样为人类医学作出其他生物无法比拟的巨大作用。
没有了果蝇，没有了模式生物，或许我们人类的生活水平永远只能停留在为一些诸如感冒发烧之类的病而胆战心惊的时候了。
在某种程度上可以说，模式生物改变了我们的生活，改变了世界。
总之，模式生物正在人类社会得到广泛的应用，随着模式生物的研究和人类基因组的计划的完成，生活也正在发生翻天覆地的变化。