초파리 성염색체의 유전

Ⅰ. 실험목표

본 실험에서는 성염색체에 있는 유전자의 유전 양상의 특징을 흰 눈 돌연변이 초파리를 이용하여 알 수 있다.

Ⅱ. 배경이론

초파리의 성염색체는 암컷이 XX, 수컷이 XY을 가지고 있는데 사람도 남자는 XY, 여자는 XX 성염색체를 가지고 있어 두 종은 같은 형태를 갖는 것을 알 수 있다. 따라서 초파리의 성염색체의 유전을 이해하면 인간의 성염색체에 의한 유전을 좀 더 쉽게 이해할 수 있다. X 염색체 있는 것으로 구별이 용이한 것이 눈의 색깔을 결정하는 유전자이다. 정상의 초파리는 빨간 눈이며, 돌연변이는 흰 눈이다. 빨간 눈은 X+, 흰 눈은 X-로 유전자를 표시할 수 있다.

X 염색체에 연관되어 있기 때문에 암수를 달리 교배하면 즉, 상호교배하면 다른 결과가 나오며, 수컷은 암컷보다 더 큰 영향을 받는다. 왜냐하면 수컷은 XY이므로 X 염색체에 있는 눈 색깔 유전자가 돌연변이가 생기면 Y 염색체에 이에 해당하는 정상적인 유전자가 없어 바로 흰 눈의 수컷이 나타난다. 하지만 암컷은 XX로 한 염색체에 돌연변이가 생기더라도 다른 X 염색체 즉 상동염색체에 정상의 색깔 결정 유전자가 있으면 이 암컷은 정상이 된다.

암컷 : X+X+ (빨간 눈) X+X- (빨간 눈) X-X- (흰 눈)

수컷 : X+Y (빨간 눈) X-Y (흰 눈)

Ⅲ. 실험재료

공급된 초파리-조당 2관병 (교배1: 암컷 흰 눈 ⓧ 수컷 빨간 눈, 교배2: 수컷 흰 눈 ⓧ 암컷 빨간 눈), 해부 현미경 혹은 돋보기, 초파리마취세트(홈페이지 참고)

Ⅳ. 실험과정

(1) 실험에 들어가기 전에 교배 내용에 대하여 제공된 유인물을 보고 숙지한다.

(2) 공급된 초파리를 마취기구를 이용하여 마취한다.

(3) 암수를 구별하여 분리한다. 암수 구별은 사진을 참조한다.

(4) 암컷 중에서 빨간 눈과 흰 눈을 갖는 초파리를 구별하고 그 수를 센다.

(5) 수컷 중에서 빨간 눈과 흰 눈을 갖는 초파리를 구별하고 그 수를 센다.

(6) 결과 정리표를 이용하여 결과를 기록하고, 정리한다.

(7) 사용한 초파리는 수거 병에 넣어 없애거나 다시 살려 이용한다.

Ⅳ. 실험결과 및 토의

초파리의 교배 결과를 다음 기록표에 기록한다.

초파리 교배 기록표

실험조 및 참여자 이름:

부모 초파리의 표현형:

교배 1) 암컷 부모 (P) -                ; 수컷 부모 (P) -                    .

교배 2) 암컷 부모 (P) -                ; 수컷 부모 (P) -                    .

실험 일자:

(1) 초파리의 암수는 쉽게 구별할 수 있는가?

(2) 빨간 눈과 흰 눈은 구분이 잘 되는가?

(3) 초파리의 흰 눈을 보고 돌연변이에 대한 개념을 얻을 수 있는가?

(4) 표현형이란 무엇인가? 유전자형이란 무엇인가? 둘은 항상 일치하는가?

(5) 각 교배의 결과에 대한 예상치는 얼마인가? 실제의 data는 예상되는 결과와 일치하는가? 만약 일치하지 않는다면 원인은 무엇이라고 생각되는가?

교배 1)의 예상 값: 빨간 눈 암컷: 수컷:            , 흰 눈 암컷: 수컷:              .

교배 2)의 예상 값: 빨간 눈 암컷: 수컷:            , 흰 눈 암컷: 수컷:              .

 (6) 본 실험 결과로부터 유전자가 성염색체에 있을 때 암컷보다는 수컷에서 더 영향을 받는다고 생각되는가?

 (7) 흰 눈을 가진 초파리 암컷과 붉은 눈의 수컷을 교배시켜 나온 F1끼리 다시 교배시켰을 때 F2의 표현형은 어떻게 되는지 알아보자.

 (8) 인간의 유전자 중 성염색체 (X 혹은 Y 염색체)에 연관된 유전자에는 어떠한 것들이 있는가?

Ⅵ. 참고사항

(1) 반성유전 세트의 주문

야생형 초파리와 흰 눈 돌연변이 초파리의 암수를 바꾸어 교배한 결과가 한 세트로 공급됩니다. 조당 2관병/1세트이므로 한 반이 6조라면 기본적으로 6세트가 필요하며 여분으로 1~2세트가 더 필요할 수 있습니다. 또한 교배실험이므로 실험 전 15일에 주문을 주셔야 실험 당일에 사용하실 수 있습니다. 반성유전실험은 돌연변이관찰과는 달리 초파리 수를 확인하는 통계실험입니다. 

그리고 처음 실험하실 때에는 초파리마취세트가 필요합니다.

    ◉ 초파리마취세트

① 붓(4개) ② 거름종이(4개) ③ 마취병 ④ CO2발포제 10개

(2) 암수의 구별

초파리의 수컷은 암컷에 비해 다음과 같이 차이가 있다.

① 일반적으로 암컷보다 크기가 작다.

② 첫 번째 한 쌍의 다리에 검고 굵은 털인 성즐 (sexcomb)이 있다.

③ 5번째와 6번째 복부의 등 쪽이 매우 검다.

④ 뒤 집어 보았을 때 생식기관이 암컷은 단순해 보이는 반면 수컷은 굵고 검은 큐티클로 되어 있다.

(3) 마취시 주의 사항

생물나라에서 공급되는 마취기구는 매우 효율적이어서 30초 - 1분 안에 마취된다.

이보다 훨씬 오래 마취시키면 초파리는 깨지 못한다. 실험 중에 일부 초파리가 깨면 바로 20초 -30초 동안 더 마취한다.

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