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遺傳學的模式動物有哪些

發布時間:2022-09-11 17:39:44

㈠ 果蠅對生物學有什麼引人注目的貢獻

縱觀整個生命科學發展的歷史,從以觀察個體水平為主的博物學以及形態分類學階段,到以實驗方法為主的實驗生物學階段,再發展到今天的分子生物學階段,以孟德爾遺傳規律重大發現為代表的實驗生物學階段對整個生命科學的發展起到了承上啟下的重要作用,實際意義上推動整個遺傳學發展的正是以果蠅為模式動物而進行的一系列遺傳學實驗。

在整個遺傳學發展的演變過程中,果蠅與遺傳學相互融合、發展、進步。在不斷用於各種遺傳實驗的過程中,它也極大程度地豐富和更新了遺傳學的概念及內容,對於生命科學的發展有著不可磨滅的貢獻。

果蠅(fruit fly)是雙翅目、短角亞目、果蠅科、果蠅屬昆蟲。由於其清晰的遺傳背景以及簡便的實驗操作,使其在遺傳學、發育生物學、生物化學以及分子生物學等多個領域都占據了不可替代的位置。黑腹果蠅(Drosophila melanogaster )在1830年首次被描述。而它第一次被用作試驗研究對象則要到1901年,試驗者是動物學家和遺傳學家威廉·恩斯特·卡斯特。他通過對果蠅的種系研究,設法了解多代近親繁殖的結果和取自其中某一代進行雜交所出現的現象。1910年,隨著著名的遺傳學家湯瑪斯·亨特·摩爾根開始在實驗室內培育果蠅並對它進行系統的研究,此後很多遺傳學家都開始用果蠅作研究並且取得了很多遺傳學方面的知識:經典的伴性遺傳、連鎖以及交換定律,還包括果蠅的性別決定機制以及其基因組測序以及基因在染色體上的分布。

果蠅的生活史與家蠅相似,由卵發育為成蟲大體要經過卵、幼蟲、蛹和成蟲四個階段,其中幼蟲又分成一齡、二齡及三齡三個時期,屬於完全變態發育。一隻雌果蠅一生能產下300-400個卵,卵經過一天就可以孵化成幼蟲,形成一個龐大的家族。這也是果蠅用於遺傳研究的一大優點,可以很方便的產生足以用於數理統計分析的研究樣本。


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㈡ 遺傳學研究的模式生物主要有哪些種類

遺傳學領域的模式生物是很多的.主要取決於研究者的具體研究領域.
豌豆和果蠅是最早應用在遺傳學領域的兩種模式生物,
除此之外如線蟲、斑馬魚 ,酵母,果蠅、非洲爪蟾、蠑螈、小鼠等一些物種也被大家公認為優良的模式生物
像人類遺傳學也會用到猩猩之類的高等靈長類作為模式生物
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㈢ 模式生物的舉例

有誰會想到,一種紅眼、雙翅、羽狀觸角芒、身體分節、黃褐色的小昆蟲,在近百年間竟然能夠「培養」出好幾位獲得諾貝爾獎的大科學家。它就是果蠅。果蠅英文俗名fruitfly或vinegarfly,果蠅廣泛地存在於全球溫帶及熱帶氣候區,而且由於其主食為腐爛的水果,因此在人類的棲息地內如果園,菜市場等地區內皆可見其蹤跡。除了南北極外,至少有1000個以上的果蠅物種被發現,大部分的物種以腐爛的水果或植物體為食,少部分則只取用真菌,樹液或花粉為其食物。
在不供給食物的情況下,果蠅可存活50小時左右,在不供給水的情況下,果蠅無法活過一天。蛹期果蠅在其正常5天生活周期下可取食其體重3~5倍之食物,雌果蠅在產卵期每日可取用與其體重等重之食物。果蠅成蟲的食物內需有醣類,而蛹期果蠅則可只依賴酵母即可生育。
以果蠅作為遺傳學研究的材料,利用突變株研究基因和性狀之間的關系已近一百年,至今,各種研究遺傳學的工具已達完善的地步,果蠅提供我們對今日的遺傳學的知識有其不可磨滅的貢獻;從1980年初,Drs.C.Nesslein-Volhard和E.Weichaus以果蠅作為發育生物學的模式動物,利用其完備的遺傳研究工具來探討基因是如何調控動物體胚胎的發育,也帶動了其它模式生物(線蟲、斑馬魚、小鼠和擬南芥等)的研究,且成果非常多。
黑腹果蠅(Drosophila melanogaster)是雙翅目昆蟲,生活史短,易飼養,繁殖快,染色體少,突變型多,個體小,是一種很好的遺傳學實驗材料,是一種模式生物。基因組全長kb,大約編碼13600個基因。
黑腹果蠅是一種原產於熱帶或亞熱帶的蠅種。它和人類一樣分布於全世界,並且在人類的居室內過冬。雌性體長2.5毫米,雄性較之還要小。雄性有深色後肢,可以此來與雌性作區別。
雌蠅可以一次產下400個0.5毫米大小的卵,它們有絨毛膜和一層卵黃膜包被。其發育速度受環境溫度影響。在25℃環境下,22小時後幼蟲就會破殼而出,並且立刻覓食。因為母體會將它們放在腐爛的水果上或其他發酵的有機物上,所以它們的首要食物來源是使水果腐爛的微生物,如酵母和細菌,其次是含糖的水果。幼蟲24小時後就會第一次蛻皮,並且不斷生長,以到達第二幼體發育期。經過三個幼蟲發育階段和四天的蛹期,在25℃下過一天,就會發育為成蟲。
在20世紀生命科學發展的歷史長河中,果蠅扮演了十分重要的角色,是十分活躍的模型生物。遺傳學的研究、發育的基因調控的研究、各類神經疾病的研究、帕金森氏病、老年痴呆症、葯物成癮和酒精中毒、衰老與長壽、學習記憶與某些認知行為的研究等都有果蠅的「身影」。
果蠅以發酵爛水果上的酵母為食,廣泛分布於世界各溫帶地區。果蠅具有生活周期短、容易飼養、繁殖力強、染色體數目少而易於觀察等特點,因而是遺傳學研究的最佳材料。早在1908年由天才的遺傳學家摩爾根把它帶上了遺傳學研究的歷史舞台,約在此後30年的時間中,果蠅成為經典遺傳學的「主角」。
科學家不僅用果蠅證實了孟德爾定律,而且發現了果蠅白眼突變的性連鎖遺傳,提出了基因在染色體上直線排列以及連鎖交換定律。摩爾根1933年因此被授予諾貝爾獎。1946年,摩爾根的學生,被譽為「果蠅的突變大師」的米勒,證明X射線能使果蠅的突變率提高150倍,因而成為諾貝爾獎獲得者。
在近代發育生物學研究領域中,果蠅的發生遺傳學獨領風騷。1995年,諾貝爾獎再次授予三位在果蠅研究中辛勤耕耘的科學家。果蠅為進一步闡明基因-神經(腦)-行為之間關系的研究提供了理想的動物模型。
專家認為,近一個世紀以來,果蠅遺傳學在各個層次的研究中積累了十分豐富的資料。人們對它的遺傳背景有著比其他生物更全面更深入的了解。作為經典的模式生物,果蠅在21世紀的遺傳學研究中將發揮更加巨大而不可替代的作用。 大腸埃希氏菌(E.coli)通常稱為大腸桿菌,是人類和大多數溫血動物腸道中的正常茵群。但也有某些血清型的大腸桿菌可引起不同症狀的腹瀉,根據不同的生物學特性將致病性大腸桿菌分為5類:致病性大腸桿菌(EPEC)、腸產毒性大腸桿菌(ETEC)、腸侵襲性大腸桿菌(EIEC)、腸出血性大腸桿菌(E.IIEC)、腸黏附性大腸桿菌(EAEC)。
大腸桿菌電子顯微鏡下圖像
大腸桿菌0157:H7血清型屬腸出血性大腸桿菌,自1982年在美國首先發現以來,包括我國等許多國家都有報道,且日見增加。日本自80年代以來因食物污染該菌導致的數起大暴發,格外引人注目。在美國和加拿大通常分離的腸道致病菌中,截止2013年它已排在第二和第三位。大腸桿菌0157:H7引起腸出血性腹瀉,約2%~7%的病人會發展成溶血性尿毒綜合症,兒童與老人最容易出現後一種情況。致病性大腸桿菌通過污染飲水、食品、娛樂水體引起疾病暴發流行,病情嚴重者,可危急生命。
大腸桿菌(Escherichiacoli,E.coli)革蘭氏陰性短桿菌,大小0.5×1~3微米。周身鞭毛,能運動,無芽孢。能發酵多種糖類產酸、產氣,是人和動物腸道中的正常棲居菌,嬰兒出生後即隨哺乳進入腸道,與人終身相伴,其代謝活動能抑制腸道內分解蛋白質的微生物生長,減少蛋白質分解產物對人體的危害,還能合成維生素B和K,以及有殺菌作用的大腸桿菌素。正常棲居條件下不致病。但若進入膽囊、膀胱等處可引起炎症。在腸道中大量繁殖,幾占糞便乾重的1/3。兼性厭氧菌。在環境衛生不良的情況下,常隨糞便散布在周圍環境中。若在水和食品中檢出此菌,可認為是被糞便污染的指標,從而可能有腸道病原菌的存在。因此,大腸菌群數(或大腸菌值)常作為飲水和食物(或葯物)的衛生學標准。大腸桿菌的抗原成分復雜,可分為菌體抗原(O)、鞭毛抗原(H)和表面抗原(K),後者有抗機體吞噬和抗補體的能力。根據菌體抗原的不同,可將大腸桿菌分為150多型,其中有16個血清型為致病性大腸桿菌,常引起流行性嬰兒腹泄和成人肋膜炎。大腸桿菌是研究微生物遺傳的重要材料,如局限性轉導就是1954年在大腸桿菌K12菌株中發現的。萊德伯格(Lederberg)採用兩株大腸桿菌的營養缺陷型進行實驗,奠定了研究細菌接合方法學上的基礎,以及基因工程的研究。
大腸桿菌是人和許多動物腸道中最主要且數量最多的一種細菌,主要寄生在大腸內。它侵入人體一些部位時,可引起感染,如腹膜炎、膽囊炎、膀胱炎及腹瀉等。人在感染大腸桿菌後的症狀為胃痛、嘔吐、腹瀉和發熱。感染可能是致命性的,尤其是對孩子及老人。
大腸細菌(E.coli)為埃希氏菌屬(Escherichia)代表菌。一般多不致病,為人和動物腸道中的常居菌,在一定條件下可引起腸道外感染。某些血清型菌株的致病性強,引起腹瀉,統稱病致病大腸桿菌。
該菌對熱的抵抗力較其他腸道桿菌強,55℃經60分鍾或60℃加熱15分鍾仍有部分細菌存活。在自然界的水中可存活數周至數月,在溫度較低的糞便中存活更久。膽鹽、煌綠等對大腸桿菌有抑製作用。對磺胺類、鏈黴素、氯黴素等敏感,但易耐葯,是由帶有R因子的質粒轉移而獲得的。 斑馬魚屬鯉科短擔尼魚屬,原產於南亞,是一種常見的熱帶魚。斑馬魚體型纖細,成體長3-4cm,對水質要求不高。孵出後約3個月達到性成熟,成熟魚每隔幾天可產卵一次。卵子體外受精,體外發育,胚胎發育同步且速度快,胚體透明。發育溫度要求在25-31℃之間。斑馬魚由於個體小,養殖花費少,能大規模繁育,且具許多優點,吸引了眾多研究者的注意。經過30多年的研究應用和系統發展,已有約20個斑馬魚品系,斑馬魚基因資料庫里有相關的資料可供查詢和下載,方便了研究。斑馬魚的細胞標記技術、組織移植技術、突變技術、單倍體育種技術、轉基因技術、基因活性抑制技術等已經成熟,且有數以千計的斑馬魚胚胎突變體,是研究胚胎發育分子機制的優良資源,有的還可做為人類疾病模型。斑馬魚已經成為最受重視的脊椎動物發育生物學模式之一,在其它學科上的利用也顯示很大的潛力. 斑馬魚(Daniorerio,俗稱zebrafish)具有繁殖能力強、體外受精和發育、胚胎透明、性成熟周期短、個體小易養殖等諸多特點,特別是可以進行大規模的正向基因飽和突變與篩選。這些特點使其成為功能基因組時代生命科學研究中重要的模式脊椎動物之一。在國際上,斑馬魚模式生物的使用正逐漸拓展和深入到生命體的多種系統(例如,神經系統、免疫系統、心血管系統、生殖系統等)的發育、功能和疾病(例如,神經退行性疾病、遺傳性心血管疾病、糖尿病等)的研究中,並已應用於小分子化合物的大規模新葯篩選。我國開展斑馬魚相關的研究無論在規模還是在重視程度上都遠遠落後於國際形勢發展的需要。推動和發展斑馬魚模式生物在我國生命科學研究中的廣泛使用是本中心的宗旨。在國家科技部重大科學研究計劃的支持下,我們匯集優勢,整合我國現有的斑馬魚主要研究力量,在未來幾年內逐步建立全國共享的斑馬魚模式動物研究技術和資源庫,向國內同行提供斑馬魚資源、信息和技術支撐。本著提高服務效率和質量為原則,我們在上海和北京分別建立國家斑馬魚模式動物南方中心和北方中心。南方中心依託於中國科學院上海生命科學研究院,北方中心依託於北京大學和清華大學。兩個中心本著優勢互補的原則,共同開發研究技術和資源,以輻射狀向國內研究人員提供服務,積極推進我國斑馬魚相關科學研究。
斑馬魚的發育譜系
主要技術和資源服務內容:
1)斑馬魚基因表達分析服務:包括抽提斑馬魚基因組DNA和總RNA,核酸原位雜交探針制備和純化,全胚胎原位雜交技術,顯微注射技術,基因過表達(over-expression)和基因下調(morpholinoknockdown)技術;
2)斑馬魚轉基因技術服務:包括各類斑馬魚非特異性和組織特異性啟動子的克隆,基因組BAC文庫篩選與修飾,基於Tol2轉座子的轉基因質粒的構建,以及子一代轉基因系的篩選和保存;
3)斑馬魚基因功能活體檢測服務:包括清醒斑馬魚在體共聚焦/雙光子顯微鏡成像技術和在體電生理記錄技術;
4)動物行為範式分析服務:包括感覺相關的應激行為、視覺運動行為、學習記憶行為和葯物成癮行為等;
5)斑馬魚基因突變技術服務:包括插入誘變和ENU化學誘變技術;
6)斑馬魚轉基因資源庫和突變體資源庫服務:包括研製、收集和分發各種斑馬魚轉基因品系和突變體;
7)信息服務:包括建立斑馬魚資源信息網路資料庫和提供斑馬魚基因組生物信息學分析服務。
轉基因斑馬魚的制備主要採用兩種方法:通過Tol2轉座子構建組織特異性表達報告基因的方法;利用特定基因的啟動子/增強子驅動報告基因在特定細胞組織中表達的方法。
首先構建以Tol2轉座子為基礎的enhancertrap載體,報告基因選用GFP或RFP,最小啟動子來自斑馬魚gata2基因;將上述載體與體外轉錄得到的Tol2轉座酶的mRNA共同注射到斑馬魚的單細胞受精卵中,受精卵長大後成為founder;Founder外交(out-cross)得到F1代胚胎,從中挑選出對於報告基因具有組織特異性表達模式的胚胎,拍照記錄後分類培養;F1長大後通過linker-mediatedPCR的方法鑒定對應於GFP(或RFP)表達圖式的Tol2插入位點,並通過與已知基因組數據比較,對插入位點進行定位與分析;通過外交純化得到轉基因魚,直至得到只含有單個插入品系的轉基因魚。通過克隆特定基因的啟動子/增強子或BAC修飾法構建在特定組織器官或特定胚胎發育階段表達報告基因的轉基因品系。BAC方法如下:在斑馬魚基因組計劃網站上通過BLAST將感興趣的基因定位到已知的contig上,並通過contig信息尋找包含所選基因的BACID號;通過同源重組的方法對上述BAC克隆進行修飾,將報告基因引入原有的BAC克隆;將修飾過的BAC克隆通過顯微注射的方法引入斑馬魚受精卵,連續觀察並挑選具有特異表達模式的轉基因魚;將上述成魚外交得到F1代,在F1代中篩選具有特異表達模式的成魚,即得到所需的轉基因品系。 在分類學上,小鼠屬於哺乳綱(Mammalia)、嚙齒目(Rodentia)、鼠科(Muridae)、小鼠屬(Mus)動物。小鼠是由小家鼠演變而來。它廣泛分布於世界各地,經長期人工飼養選擇培育,已育成1000多近交系和獨立的遠交群。早在17世紀就有人用小鼠做實驗,現已成為使用量最大、研究最詳盡的哺乳類實驗動物。
1.小鼠屬於脊椎動物門,哺乳綱小鼠嚙齒目,鼠科,小鼠屬動物。
小鼠(清潔級)
2.成熟早,繁殖力強。小鼠6~7周齡時性成熟,雌性35~50日齡,雄性45~60日齡;體成熟雌性為65~75日齡,雄性為70~80日齡;性周期為4~5天,妊娠期為19~21天;哺乳期為20~22天;特別有產後發情(PostPartumOestrus)便於繁殖的特點,一次排卵10~23個(視品種而定),每胎產仔數為8~15頭,一年產仔胎數6~10胎,屬全年、多發情性動物,繁殖率很高,生育期為一年。
3.體形小,易於飼養管理。小鼠是嚙齒目實驗動物中較小型的動物,一隻小鼠出生時1.5克左右,哺乳一月後可達12~15克,哺乳、飼養1.5~2月即可達20克以上,可供實驗需要,在短時間內可提供大量的實驗動物。飼料消耗量少,一隻成年小鼠的食料量為4~8克/天,飲水量4~7毫升/天,排糞量1.4~2.8克/天,排尿量1~3毫升/天,需要的飼養條件也較簡單,因個體小,可節省飼養場地。
4.性情溫順,膽小怕驚。小鼠經長期的培育,在用於實驗研究時,性情溫順,易於抓捕,不會主動咬人,但在雌鼠哺乳期間或雄鼠打架時「捉弄」則會咬人,一般很少相互斗架,操作起來很方便,是理想的實驗動物。小鼠在罐、盒內飼養時,是很溫順的,但讓其到罐外,很快就恢復到處亂竄的野性。雌鼠吃食仔鼠與其膽小怕驚有關。
5.對外來刺激極為敏感。對於多種毒素和病原體具有易感性,反應極為靈敏,如百萬分之一的破傷風毒素能使小鼠死亡,這是其他實驗動物所不能比擬的。對致癌物質也很敏感,自發性腫瘤多。
6.便於提供同胎和不同品系動物。可根據實驗要求選擇不同品系或同胎小鼠做實驗,也可選擇同一品種(或品系)、同年齡、同體重、同性別的小鼠做實驗,由於動物遺傳均一,個體差異小,實驗結果精確可靠。
7.喜居於光線暗的安靜環境,習於晝狀夜動,喜歡啃咬。小鼠白天活動較少,夜間卻十分活躍,互相追逐配種,忙於覓食飲水,為此夜間應備有飼料和飲水。
8.體小嬌嫩,不耐飢餓,不耐冷熱,對環境的適應性差。對疾病的抵抗力也差,因而遇到傳染病時往往會發生成群死亡。如果飼料中斷和飲水中斷會發生休克,恢復後對體質會帶來嚴重損害。特別怕熱,一出汗就易得病死亡,如果飼料溫度32℃時,常會造成小鼠死亡。
9.成雌鼠在動情周期不同級段,陰道粘膜可發生典型變化,根據陰道塗片的細胞學改變,可以推斷卵巢功能的周期性變化。成年雌鼠交配後10~12小時陰道口有白色的陰道栓,這是受孕的標志,小鼠較為明顯、大鼠和豚鼠不明顯。小鼠的動情期往往開始於晚間,最普遍的是在晚10點到晨1點,偶爾在早晨1~7點,很少在白天,大鼠也類似,但較小鼠稍早,一般在下午4~10點。
10.小鼠面部尖突,嘴臉前部有長長的觸須,耳聳立呈半圓形,眼大鮮紅,生有較長的尾,尾部有模列並覆有環狀角質的小表皮鱗,其數量小於200片。
11.小鼠發育成熟時體長小於15.5cm,體重雌性為18~40克,雄性為20~49克,雙子宮型,胸部有3對乳頭,鼠蹊部有2對乳頭,有膽囊,胃容量小,腸內能合成維生素C,小鼠的染色體為20對,壽命2~3年。
12.小鼠的體溫38(37~39)℃,呼吸頻率163(84~230)次/分,心跳頻率625(470~780)次/分,耗氧量1530mm2/g活體重,通氣量24(11~36)ml/分,潮氣量0.15(0.09~0.23)ml,收縮壓113(95~125)mmHg、舒張壓81(67~90)mmHg,紅細胞總數9.3(7.7~12.5)百萬/mm3,血紅蛋白14.8(10~19)g/100ml,白細胞總數8.0(6~12)千/mm3,總蛋白4.8(4.2~5.5)g%。
13.小鼠有多種手色,不能都叫小白鼠,一般通稱為小鼠。小鼠手色有白色(albino),鼠灰色(ayouti)、黑色(black)、棕色(brown)、黃色(yellow)、巧克力色(chocolate)、肉桂色(cinnamon)、淡色(dilution)、白斑(piebeld)等。 英語名稱:yeast
酵母菌是一些單細胞真菌,並非系統演化分類的單元。截止2012年為止已知有1000多種酵母,根據酵母菌產生孢子(子囊孢子和擔孢子)的能力,可將酵母分成三類:形成孢子的株系屬於子囊菌和擔子菌。不形成孢子但主要通過芽殖來繁殖的稱為不完全真菌,或者叫「假酵母」。截止2012年為止已知大部分酵母被分類到子囊菌門。酵母菌主要的生長環境是潮濕或液態環境,有些酵母菌也會生存在生物體內。
釀酒酵母的掃描電鏡照片
酵母營專性或兼性好氧生活,如今未知專性厭氧的酵母。在缺乏氧氣時,發酵型的酵母通過將糖類轉化成為二氧化碳和乙醇來獲取能量。
C6H12O6(葡萄糖)→2C2H5OH(酒精)+2CO2↑
在釀酒過程中,乙醇被保留下來;在烤麵包或蒸饅頭的過程中,二氧化碳將面團發起,而酒精則揮發。
多數酵母可以分離於富含糖類的環境中,比如一些水果(葡萄、蘋果、桃等)或者植物分泌物(如仙人掌的汁)。一些酵母在昆蟲體內生活。酵母菌是單細胞真核微生物。酵母菌細胞的形態通常有球形、卵圓形、臘腸形、橢圓形、檸檬形或藕節形等。比細菌的單細胞個體要大得多,一般為1~5微米′5~30微米。酵母菌無鞭毛,不能游動。酵母菌具有典型的真核細胞結構,有細胞壁、細胞膜、細胞核、細胞質、液泡、線粒體等,有的還具有微體。酵母菌的細胞形態酵母菌的細胞形態酵母菌細胞結構的顯微照片酵母菌的菌落。
大多數酵母菌的菌落特徵與細菌相似,但比細菌菌落大而厚,菌落表面光滑、濕潤、粘稠,容易挑起,菌落質地均勻,正反面和邊緣、中央部位的顏色都很均一,菌落多為乳白色,少數為紅色,個別為黑色。啤酒酵母的菌落紅酵母的菌落各種酵母菌的菌落。 拉丁名(Arabidopsisthaliana)十字花科。二年生草本,高7~40厘米。基生葉有柄呈蓮座狀,葉片倒卵形或匙形;莖生葉無柄,披針形或線形。總狀花序頂生,花瓣4片,白色,匙形。長角果線形,長1~1.5厘米。花期3~5月。我國內蒙、新疆、陝西、甘肅、西藏、山東、江蘇、安徽、湖北、四川、雲南等省區均有發現。擬南芥的優點是植株小(1個茶杯可種植好幾棵)、每代時間短(從發芽到開花不超過6周)、結子多(每棵植物可產很多粒種子)、生活力強(用普通培養基就可作人工培養)。
擬南芥反向演化

㈣ 遺傳學實驗用的動物,植物,微生物有哪些並寫出拉丁文名

模式動植物
大腸桿菌(Escherichia coli),
秀麗線蟲(Caenorhabditis elegans)
果蠅(Drosophila melanogaster),
擬南芥(Arabidopsis thaliana)

常見的模式生物有:

[海膽]seaurchin

是最早被使用的模式生物,主要用於早期發育生物學(受精,早期胚胎發育).

1891年,HansDriesh在顯微鏡下把剛剛完成第一次卵裂的海膽胚胎一分為二,發現分開後的兩個細胞各自形成了一個完整幼蟲,證明了胚胎具有調整發育的能力.為現代發育生物學奠定了第一塊觀念里程碑.

[黑腹果蠅]fruitfly,Drosophilamelanogaster

主要用於遺傳和發育研究

其特點為:繁殖迅速,染色體巨大,易於進行基因定位.

由14個體節構成的軀幹完全對稱,一套基因控制了這些體節從上到下的發生過程,這套基因普遍存在於從昆蟲到人的基因組中,是決定機體左右對稱布局形成的最基本因素.

[秀麗隱桿線蟲]nematode,Caenorhaditiselegans

特點:1)通身透明,長不過1mm

2)身體中所有細胞能被逐個盤點並各歸其類

幼蟲:556個體細胞,2個原始生殖細胞

成蟲:雌雄同體成蟲:959個體細胞,2000個生殖細胞

雄性成蟲(偶見):1031個體細胞,1000個生殖細胞

3)生命周期短,從生到死僅為三天半,使得不間斷地觀察並追蹤每個細胞的演變成為可能

4)把線蟲浸泡到含有核酸的溶液中可實現基因導入

[酵母]

特點:1)是單細胞生物,可在基本培養基上生長,可通過改變物理或化學環境完全控制其生長

2)在單倍體和二倍體的狀態下均可生長,並可在實驗條件下控制單倍體和二倍體之間的相互轉換,這對其基因功能的研究十分有利

3)有將近31%編碼蛋白質的基因或ORF與哺乳動物編碼蛋白質的基因有高度的同源性

[斑馬魚]zebrafish和[非洲爪蟾]southAfricanclawedtoad

是目前最常用的兩種模式低等脊椎動物

斑馬魚特點:1)產卵多,繁殖迅速

2)胚胎通體透明,是進行胚胎發育機理和基因組研究的好材料

非洲爪蟾特點:1)卵母細胞體積大,數量多,易於顯微操作,還可製成具有生物活性的無細胞體系,易於生化分析,在卵母細胞減數分裂機理研究中有重要作用

[小鼠]mouse

17世紀開始用於解剖學和動物實驗,經長期人工飼養選擇培育,已育成千餘個獨立的遠交群和近交系,是生物醫學研究中廣泛使用的模式生物,是當今世界上研究最詳盡的哺乳類實驗動物.1999年,美英幾家大型科研機構成立了老鼠基因組測序的合作團體,2002年8月公布了老鼠基因組物理圖譜的框架,完整的老鼠基因組圖譜預計於2005年完成.

㈤ 為什麼果蠅是模式生物

作為實驗動物,果蠅有很多優點。首先是飼養容易,用一隻牛奶瓶,放一些搗爛的柿子,就可以飼養數百甚至上千隻果蠅。第二是繁殖快,在25℃左右溫度下十天左右就繁殖一代,一隻雌果蠅一代能繁殖數百隻。孟德爾以豌豆為實驗材料,一年才種植一代。摩爾根最初以小鼠和鴿子為實驗動物研究遺傳學,效果也不理想。後來經人介紹,摩爾根於1908年開始飼養果蠅。果蠅只有四對染色體,數量少而且形狀有明顯差別;果蠅性狀變異很多,比如眼睛的顏色、翅膀的形狀等性狀都有多種變異,這些特點對遺傳學研究也有很大好處。

㈥ 模式生物應具備哪些條件有哪些常用的模式生物

具有普遍生命規律的生物。
比如說摩爾根研究的果蠅,在遺傳學上,是的的確確的模式生物
常見的模式生物還有酵母菌,線蟲,大腸桿菌,噬菌體,在研究討論中經常涉及。

㈦ 光遺傳學的模式動物有哪些

光遺傳學技術目前研究中比較常用的模式動物主要有秀麗隱桿線蟲、蠅、斑馬魚、小鼠、大鼠和靈長類動物。
這些動物普遍具有發育和繁殖周期短、外源基因整合較容易的特點。
光遺傳學通過視蛋白發揮作用,視蛋白是光敏蛋白。光遺傳學研究中使用的視蛋白不是脊椎動物原生的,通常通過UAS/Gal4系統引入斑馬魚進行行為研究。

㈧ 生物學實驗的模式生物有哪些

生物學家通過對選定的生物物種進行科學研究,用於揭示某種具有普遍規律的生命現象。此時,這種被選定的生物物種就是模式生物。如此,孟德爾在揭示生物界遺傳規律時選用腕豆作為實驗材料,而摩爾根選用果蠅作為實驗材料,在他們的研究中,豌豆和果蠅就是研究生物體遺傳規律的模式生物。由於進化的原因,許多生命活動的基本方式在地球上的各種生物物種中是保守的,這是模式生物研究策略能夠成功的基本基礎。選擇什麼樣的生物作為模式生物首先依賴於研究者要解決什麼科學問題,然後尋找能最有利於解決這個問題的物種。19世紀末20世紀初,人們就發現,如果把關注的焦點集中在相對簡單的生物上則發育現象的難題可以得到部分解答。因為這些生物更容易被觀察和實驗操作,因此,除了在遺傳學研究外,模式生物研究策略在發育生物學中獲得了非常廣泛的應用,一些物種被大家公認為優良的模式生物,如線蟲、果蠅、非洲爪蟾、蠑螈、小鼠等。
隨著人類基因組計劃的完成和後基因組研究時代的到來,模式生物研究策略得到了更加的重視:基因的結構和功能可以在其它合適的生物中去研究,同樣人類的生理和病理過程也可以選擇合適的生物來模擬
目前在人口與健康領域應用最廣的模式生物包括,噬菌體、大腸桿菌、釀酒酵母、秀麗隱桿線蟲、海膽、果蠅、斑馬魚、爪蟾和小鼠。在植物學研究中比較常用的有,擬南芥、水稻等。隨著生命科學研究的發展,還會有新的物種被人們用來作為模式生物。但它們會有一些基本共同點
1)有利於回答研究者關注的問題,能夠代表生物界的某一大類群
2)對人體和環境無害,容易獲得並易於在實驗室內飼養和繁殖
3)世代短、子代多、遺傳背景清楚
4)容易進行實驗操作,特別是具有遺傳操作的手段和表型分析的方法

㈨ 近20年獲諾貝爾生理學獎或醫學獎的成果中應用了哪些模式動物

鼠類、貓類、兔類、狗類。

Konrad Lorenz(1903~1989)是奧地利動物學家,也是現代行為學的創始者。他提出比較動物學的研究方法以研究動物及人類的行為。1935年他根據鴨、鵝的學習行為,提出鉻記的概念:孵化後不久的幼雛會透過視、聽刺激學會辨識親鳥(親生父母或養父母)並到處跟隨其行走。

Lorenz認為每個物種都具有遺傳性能力以學習特定事物。此外,他也發展並啟發關於遺傳學、生理學、演化和與物種行為適應生存價值有關的個體行為發生學等概念。他的許多方法和概念己經被應用在人類的行為上。

Lorenz早期研究本能行為,後來又與荷蘭行為學家Nikolaas Tinbergen合作,證明了不同形式的行為是互相協調進而組成一個行為序列的。在研究物種行為的進化時,他尤其關切生態因子的作用和行為的適應意義。他幫助闡明了個體在發育過程中,行為模式發展成熟的方式。

諾貝爾生理學或醫學獎,是根據已故的瑞典化學家阿爾弗雷德·諾貝爾的遺囑而設立的,目的在於表彰前一年在生理學或醫學界做出卓越發現者。

諾貝爾生理學或醫學獎獎章正面為諾貝爾的半身側面像,右邊為諾貝爾的生卒年(羅馬數字),左下角有作者簽名「E.LINDBERG 1902」

獎章背面圖案是古希臘神話中的健康女神許癸厄亞,正在從岩石中收集泉水,為生病的少女解渴。獎章上刻有一句拉丁文,大致翻譯為:新的發現使生命更美好。

該獎項於1901年首次頒發,由瑞典首都斯德哥爾摩的醫科大學卡羅林斯卡醫學院負責評選,頒獎儀式於每年12月10日(諾貝爾逝世的周年紀念日)舉行。

2019年10月7日,2019年諾貝爾生理學或醫學獎揭曉,威廉·凱林、彼得·拉特克利夫以及格雷格·塞門扎獲得這一獎項,以表彰他們「發現了細胞如何感知和適應氧氣供應」。

㈩ 經典遺傳學和現代遺傳學分析中採用的模式動物、植物、微生物分別為

現代遺傳學用的模式動物太多了。。。
最常用的是小鼠。小鼠經過不斷的篩選,有非常完整的種系,和完全的遺傳操作手段。而且它是哺乳類,和人類接近,比猴子長得快多了,生得也多多了。
果蠅,一般遺傳學研究用這個。
線蟲,RNAi和凋亡研究用這個。
植物模式生物用擬南芥,長得快,染色體簡單,和水稻相似。
細菌的是大腸桿菌,它的基因已經全部測序清楚了,而且遺傳操作技術非常成熟。

經典遺傳學的話,大概是孟德爾的豌豆吧。。。

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