胆固醇对果蝇繁殖能力的影响

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1、1 胆固醇对果蝇繁殖能力的 影响课题组成员：胡奇达、沈晨曦、敖凯华、李腾实验组成员：胡奇达、沈晨曦论文撰写：胡奇达资料搜索：沈晨曦、李腾指导教师：尹春跃2 【摘要】通过胆固醇浓度对果蝇繁殖能力的影响的分组实验和深入实验，探索果蝇生长、 繁殖的最适胆固醇浓度。在低胆固醇浓度的环境下，对果蝇繁殖能力的影响主要表现为促进作用；在高胆固醇浓度的环境下，则主要表现为抑制作用。总体影响E合E低促 E高 抑，E低促0，E高抑 0。 E合0 时，胆固醇总体表现为促进作用；E合0 时，总体为抑制作用。当E合有Emax时的胆固醇浓度为最适胆固醇浓度。【关键字】胆固醇浓度果蝇繁殖能力最适胆固醇浓度【选题目的】在植物

2、体内，生长素是由胚芽鞘尖端等部位感光产生的，广泛分布在植物体中，例如，吲哚乙酸 （indolylacetic acid ，IAA ） 。当 IAA 浓度较低时， 对植物的生长有促进作用；当 IAA浓度较高时，对植物生长却有抑制作用。胆固醇（cholesterol）广泛存在于动物体内，可以推想，其在环境中的浓度对动物体有一定的影响。依上述推论，通过对果蝇（Drosophila melanogaster，双翅目果蝇科，与家蝇同属双翅目）的繁殖能力可能被不同浓度胆固醇的影响，可以预测胆固醇对家蝇（Musca domestica）繁殖能力的影响。是否能通过胆固醇对果蝇繁殖能力的影响来减少家蝇的密度，从

3、而提高环境卫生的质量呢？当今社会，蝇类“孽生和飞落于垃圾堆、厕所、腐烂的动物尸体以及脓血、痰液和呕吐物之间，并从中觅食。其体表及腹中携带着数以万计的细菌、病毒以及寄生虫卵”（ 苍蝇的危害与消杀 ） ，可以传播“痢疾、伤寒、肝炎、霍乱、结核病、白喉、沙眼、蛔虫等30 多种病, ”（ 如何消灭苍蝇 ，齐鲁晚报）。使用胆固醇试验对果蝇繁殖能力的影响，可能对现有的灭蝇方法产生创造性的启发。一般来说，灭蝇方法主要有喷药，用苍蝇拍捕杀，粘蝇胶纸，蓝灯电子捕蝇器等。而喷药时所需的化学制剂又要符合如下条件：1、对人体有益，或至少无害（由于化学制剂的投放主要是在苍蝇的主要进食处食物中，因此要求食物中的化学制剂对

4、人体无害） 2、会对苍蝇的身体系统产生某种不良影响，以生殖系统为例，可因为该制剂的摄入，对生殖产生正反馈等不良作用，从而，导致苍蝇的生殖系统失去协调或者是性腺萎缩等等。综上所述，也就是：为了消灭苍蝇，主动在其进食处投放某化学制剂，使其对其身体的某一部分（如生殖系统）产生不良影响。胆固醇并不像其他一些杀虫剂，它不仅拥有上述的特点，还具有对环境无污染的优点。是否能把它作为生物繁殖能力的抑制剂来减少蝇类的密度呢？带着对这一问题的思考，我们从2004 年 9 月开始胆固醇对果蝇繁殖能力的影响这一角度，利用果蝇作为实验材料，进行了深入的研究。【实验材料与过程】实验材料与用具实验材料：七组生长状况良好且相

5、似的果蝇（雌雄比例适当）。实验用具：大烧杯（800mL） 7，试管（大、小） ，平底烧瓶（大） ，培养基3 7。实验试剂：胆固醇（C27H46O，MW386.7 ，编号： OB0131/OB0132/OB0133 ） ，砂糖，琼脂，玉米粉，冰乙酸，酵母液，磨碎的豆腐，植物油，苹果块（用于繁殖），水。 （如图 1 所示）图 1 部分实验器具实验过程与方法繁殖果蝇的装置制作。用不同浓度 （尤其是偏高浓度）的胆固醇作为果蝇的繁殖环境，观察统计果蝇 的产卵数、卵的孵化期和孵化数，并分析各项数据。通过整理分析各项数据，比较实验组与对照组的差异。归纳总结，寻求科学原理解释。实验步骤诱捕果蝇： 果蝇会被腐烂

6、的苹果所吸引，用可乐瓶和腐烂的苹果可制作诱捕装置（装置如图3 所示，实物图如图2） 。图 2 实物图4 图 3 果蝇诱捕装置繁殖果蝇：果蝇繁殖能力强，一周可繁殖数代，繁殖装置由平底烧瓶、棉花制作而成（如图4 所示，可参看文件夹“影片”下的“繁殖装置和果蝇的生活环境 .mpg”和“ 果蝇活动情况 .mpg”文件 请用 Windows Media Player 播放） 。图 4 果蝇繁殖装置制作装置：根据动物生长的普通环境及营养需求配制培养基（组成为：水850mL、琼脂 15g、砂糖 135g、玉米粉100g、冰乙酸5mL、酵母液23 滴、磨碎的豆腐溶液1mL、植物油2 3 滴） 。制作装置时，取

7、烧杯倒扣，加上在底部的气孔（不限方位，但需要控制大小），在底座上放置培养基，保持各培养基营养物质浓度大致一定且各自相等，在不同的培养基中添加胆固醇，配置成胆固醇 浓度不同 的培养基溶液（如图5 所示，图中只描画了两个实验组，事实上实验组远不止两组）。培养时温度需要在适宜温度下（1630） ，适5 合光照。图 5 果蝇培养装置分组实验：将生长状况相似的果蝇平均且随机地分为七组，要求雌雄个体数目比相近（最好相同） ，用罗马数字分别标记为、。每组要求用 不同浓度 的胆固醇、 相同浓度的营养物质（即果蝇生长必需的物质，但是胆固醇除外）培养，实验过程中，各组分配如下：组：对照组，不加胆固醇和含胆固醇的物

8、质。（组：胆固醇浓度c10.0mol/L ）、组：低浓度实验组，在偏低浓度下培养果蝇。（组：胆固醇浓度 c20.1mmol/L ；组：胆固醇浓度c31.0mmol/L ）、组：中等浓度实验组，在中等浓度下培养果蝇。（组：胆固 醇浓度 c410.0mmol/L ；组：胆固醇浓度c50.1mol/L ）、组：高浓度实验组，在较高浓度下培养果蝇。（组：胆固醇浓度 c61.0mol/L ；组：胆固醇浓度c710.0mol/L ）每天中午 12：00 观察记录一次。记录项目：产卵数（累计） （显微镜观察） 。孵化数。死亡个体数。雌雄比例。记录实验各组数据。在实验过程中，注意对各组果蝇种群的生长状态进行观

9、察，并进行记录。深入实验：将繁殖状态最好的一组取出。此组的胆固醇浓度因为分别是前一组10 倍、后一组的101，实验结果不精确，故在分四组实验（原来的这组不包括）。其余同上。6 【实验结果和分析】实验数据：分组实验数据记录如下：果蝇繁殖能力数据记录（2005.3.18-2005.4.1）每组 10 只果蝇（原始雌雄比例1：1）组c10.0mol/L 日期3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 3.24 3.25 3.26 3.27 3.28 3.29 3.30 3.31 4.1 产卵数213 326 607 725 910 1511 1718 1869 1976 2135 2

10、566 2701 2865 3073 3198 孵化数0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 1 0 0 死亡数0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 2 0 雌雄比例1:1 1:1 1:1 5:4 5:4 5:4 1:1 1:1 1:1 1:1 3:4 4:5 2:3 1:1 1:1 组c20.1mmol/L 日期3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 3.24 3.25 3.26 3.27 3.28 3.29 3.30 3.31 4.1 产卵数243 677 834 905 1273 1634 1809 2144 2508 2768 3045 320

11、8 3577 3721 4056 孵化数0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 0 1 3 死亡数0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 雌雄比例1:1 1:1 5:4 5:4 5:4 5:4 5:4 1:1 1:1 1:1 1:1 4:5 4:5 2:3 5:7 组c31.0mmol/L 日期3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 3.24 3.25 3.26 3.27 3.28 3.29 3.30 3.31 4.1 产卵数305 586 803 1074 1346 1754 1970 2455 2761 3258 3672 4091 4238

12、 4566 4850 孵化数0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 2 2 2 死亡数0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 雌雄比例1:1 1:1 1:1 5:4 5:4 5:4 5:4 5:4 5:4 1:1 2:3 2:3 5:7 3:4 7:9 组c4 10.0mmol/L 日期3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 3.24 3.25 3.26 3.27 3.28 3.29 3.30 3.31 4.1 产卵数311 495 765 960 1182 1694 1983 2578 2935 3455 3791 4319 4680 5020

13、 5532 孵化数0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 1 1 3 2 死亡数0 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 2 0 0 雌雄比例1:1 4:5 4:5 4:5 4:5 4:5 4:5 4:5 4:5 4:5 5:6 5:7 5:6 3:4 7:9 组c50.1mol/L 日期3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 3.24 3.25 3.26 3.27 3.28 3.29 3.30 3.31 4.1 产卵数415 585 834 1108 1486 1713 2056 2440 2919 3586 4037 4672 5134 5668 6212 孵

14、化数0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 2 1 4 5 4 死亡数0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 雌雄比例1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 4:5 4:5 4:5 5:5 5:6 6:7 1:1 1:1 1:1 6:7 组c61.0mol/L 日期3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 3.24 3.25 3.26 3.27 3.28 3.29 3.30 3.31 4.1 产卵数320 405 733 895 1065 1332 1562 1764 1858 2130 2382 2577 2729 2802 3087 孵化数0 0 0

15、0 0 0 0 0 0 1 1 0 2 1 2 7 死亡数0 0 0 0 1 0 0 2 0 0 0 0 1 0 0 雌雄比例1:1 1:1 1:1 1:1 5:4 5:4 5:4 5:4 5:4 1:1 5:6 5:6 1:1 6:7 7:8 组c710.0mol/L 日期3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 3.24 3.25 3.26 3.27 3.28 3.29 3.30 3.31 4.1 产卵数286 385 443 495 578 660 750 821 876 912 956 983 1024 1133 1198 孵化数0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

16、 0 0 0 1 0 死亡数0 1 0 1 0 0 2 0 2 0 0 0 1 0 0 雌雄比例1:1 5:4 5:4 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 2:3 2:3 2:3 注：1、 果蝇数目用观察计数法统计。2、 数据太大，难免有记录错误的时候，如组员对一个数据有争议且提出新的数据，取两者加权平均数。例： 2 个人同意数据a1，另三人同意数据a2，则实际记录的数据为323221aaa，如有小数，四舍五入。深入实验数据统计如下：果蝇繁殖能力数据记录（2005.4.10-2005.4.24）每组 10 只果蝇（原始雌雄比例1：1）0组 c500.1mol/L 日期3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 3.24 3.25 3.26 3.27 3.28 3.29 3.30 3.31 4.1 产卵数415 585 834 1108 1486 1713 2056 2440 2919 3586