Fruitvliegjes, yellow x white

Inhoudsopgave

Inleiding
Probleemstelling
Hypothese
Werkwijze
Resultaten
Conclusie
Bronvermelding
Mening
Bijlage 1: Hypothese
Bijlage 2: Hypothese, bijgesteld vóór aanvang experiment
Bijlage 3: Logboek

Inleiding

In het kader van Biologie hebben we een experiment gedaan met de drosophila melanogaster, oftewel het fruitvliegje. Deze vliegjes komen in het wild alleen voor in het fenotype wild (het fenotype dat voortkomt uit dominante allelen). De school had ook beschikking over fruitvliegjes met afwijkende fenotypes. Deze afwijkende eigenschappen zijn recessief, zodat ze niet zichtbaar zijn als er een dominant allel voor dezelfde eigenschap aanwezig is. De school had beschikking over fruitvliegjes met de volgende afwijkingen:
- yellow (het lijfje is geel)
- ebony (het lijfje is donker)
- white (de ogen zijn wit i.p.v. rood)
- vestigal (de vleugels zijn klein en onderontwikkeld, zodat de vestigal-vliegjes niet kunnen vliegen.)
Ik heb een kruising uitgevoerd tussen vrouwtjes met de eigenschap yellow en mannetjes met de eigenschap white. [klasgenoot] heeft dezelfde kruising uitgevoerd. Robbert-Jan en Linda hebben de reciproque kruising toegewezen gekregen. Dat wil zeggen dat zij vrouwtjes met de eigenschap white moesten kruisen met mannetjes met de eigenschap yellow. De uitkomst van deze kruising zou verschillend kunnen zijn met de uitkomst van de kruising die ik heb uitgevoerd, wanneer één (of beide) van de eigenschappen white en yellow op een geslachtchromosoom lagen.

Probleemstelling

Voordat ik begon aan het experiment heb ik onderzoeksvragen opgesteld.

De hoofdvraag luidt als volgt: Hoe erven de eigenschappen white en yellow over t/m de F2, wanneer je in de eerste kruising mannetjes met de eigenschap white met vrouwtjes met de eigenschap yellow kruist?

Deze vraag heb ik geprobeerd te beantwoorden met behulp van de volgende deelvragen:
- Welke fenotypen komen voor in de F1?
- Welke fenotypen komen voor in de F2?
- In welke verhouding komen deze fenotypen voor?
- Hoe kunnen de verschillende fenotypen genotypisch verklaard worden?
- Is er in de overerving van white en yellow een verschil tussen mannetjes en vrouwtjes?

Hypothese

De eerste hypothese, die ik opgesteld heb tijdens de les die daarvoor bedoeld was, heb ik volledig uitgewerkt bijgesloten in bijlage 1.1. In die hypothese ben ik ervan uit gegaan dat de genen, waarmee ik te maken had in het experiment, niet gekoppeld lagen. Het genotype van een yellow vrouwtje heb ik weergegeven als AAbb. Het genotype van een white mannetje heb ik weergegeven als aaBB. Ik heb in deze hypothese dus geen rekening gehouden met het gegeven dat het gen voor de eigenschap white op het X-chromosoom ligt.
Als deze hypothese klopt, dan zal het resultaat van het experiment zijn dat er (zonder verschil tussen mannetjes en vrouwtjes) in de F1 alleen maar vliegjes met het fenotype wild voorkomen. (voor genotypen, zie bijlage 1.1) In de F2 zullen er, als deze hypothese klopt, van de 16 vliegjes 9 het fenotype wild zouden hebben, 3 het fenotype yellow, 3 het fenotype white en 1 het fenotype yellow+white. (Voor de genotypes, zie bijlage 1.1)

Later, toen ik de stencils die we gekregen hadden nog eens goed doorlas, besefte ik dat ik in mijn hypothese rekening had moeten houden met het gegeven dat de eigenschap white op het X-chromosoom ligt. Daarom heb ik een nieuwe hypothese opgesteld, die ik volledig uitgewerkt bijgesloten heb in bijlage 1.2. Weer ben ik er van uit gegaan dat de genen, waarmee ik te maken had in het experiment, niet gekoppeld lagen. Het genotype van een yellow vrouwtje heb ik opnieuw weergegeven als AAbb, maar het genotype van een white mannetje heb ik bij deze hypothese weergegeven als a(X)YBB.
Als deze hypothese klopt, dan zal het resultaat van het experiment zijn dat er (zonder fenotypisch verschil tussen mannetjes en vrouwtjes) in de F1 alleen maar vliegjes met het fenotype wild voorkomen. (voor genotypes, zie bijlage 1.2) In de F2 zullen er, als deze hypothese klopt, van de 8 vrouwtjes 6 het fenotype wild zouden hebben, 2 het fenotype yellow, 0 het fenotype white en ook 0 het fenotype yellow+white. Van de 8 mannetjes zouden er 3 het fenotype wild hebben, 1 het fenotype yellow, 3 het fenotype white en 1 het fenotype white+yellow. (Voor de genotypes, zie bijlage 1.2)
Tijdens mijn experiment ben ik uit gegaan van de tweede hypothese (1.2).

De twee hypotheses die ik gemaakt heb, heb ik gebaseerd op de kennis die ik in de lessen over genetica heb opgedaan, de gegevens over de drosophila melangogaster die ik op internet (www.bioplek.org) heb gevonden en de gegevens die op de stencils stonden, die we voorafgaande aan het experiment hebben gekregen.

Werkwijze

Materiaal

Bij de uitvoering van het experiment heb ik de volgende materialen gebruikt:
- levend materiaal, namelijk de fruitvliegjes
- een microscoop
- een flesje ether
- een her-etherisator (een glazen schaaltje met watten op de bodem, waarin wat ether was gedruppeld)
- een pipet (om ether in de her-etherisator te druppelen)
- een trechter met een gaasje in de kleine opening
- een oliegraf (flesje met olie, met een trechter erin)
- een kwastje
- water (7 ml per voedingsbodem)
- poeder om een voedingsbodem van te maken (2 gram per voedingsbodem)
- gist
- doorschijnende buisjes
- schuimrubber rondje, met dezelfde doorsnee als de opening bovenin het buisje
- etiketten
- een broedstoof (een kast waarin het constant 25° Celsius is)
- een wit vel papier

Methode

Ik heb de uitvoering van het experiment in stappen gedaan. Deze stappen zal ik hieronder beschrijven.
Stap 1: maagden zoeken
Voor het onderzoek was het van belang dat de vrouwelijke vliegjes waarmee ik de 1e kruising (tussen de P: 1e generatie) inzette, maagd waren. Wanneer ze dat namelijk niet meer zouden zijn, zouden ze niet alleen nakomelingen krijgen van de white-mannetjes. Wanneer je weet dat een vrouwtje niet meer dan 8 uur oud is, kun je met zekerheid zeggen dat dat vrouwtje nog maagd is. Ik ben daarom verscheidene ochtenden eerder naar school gegaan, om alle levende vliegjes uit het buisje van mijn yellow-stam te verwijderen. Dit deed ik door het buisje omgekeerd boven het oliegraf te houden, en wat te schudden zodat er geen vliegjes bleven zitten.
’s Middags (niet meer dan 8 uur na het verwijderen van de levende vliegjes uit het yellow-buisje) keek ik dan of er vliegjes uitgekomen waren. Wanneer dit het geval was, verdoofde ik ze door ze in een trechter te schudden, die boven een flesje ether hing (zie afbeelding 1.) Als ze te vroeg weer bij kwamen, legde ik een her-etherisator over de vliegjes heen (zie afbeelding 2.) Daarna keek ik met behulp van een microscoop of de vliegjes mannelijk of vrouwelijk waren (voor het verschil tussen mannetjes en vrouwtjes, zie afbeelding 3 en 4) Ik had nooit in 1 keer genoeg vliegjes om een kruising in te zetten. Daarom zette ik de vrouwtjes apart, zodat ze maagd bleven.

Stap 2: kruising tussen de P inzetten
Om de kruising tussen de P in te kunnen zetten, had ik een buisje met een voedingsbodem (zie afbeelding 5) nodig. Dit maakte ik als volgt:
- een doorschijnend buisje nemen
- daar 2 gram poeder om een voedingsbodem van te maken in doen
- daar 2 korrels gist bij doen
- daar 7 ml water bij doen
- een schuimrubber dopje (rondje) erop
- de voedingsbodem minstens een uur laten staan voor gebruik
Toen ik 4 maagden had, zocht ik wat white-mannetjes en plaatste ik de 4 yellow-vrouwtjes in één buisje samen met 5 white-mannetjes.
Ik ging nog door met het zoeken van maagden, omdat ik nog een duplo-kruising in moest zetten. Dit om iets achter de hand te hebben wanneer de 1e kruising zou mislukken. Een paar dagen later zette ik de duplo-kruising in tussen 5 yellow-vrouwtjes en 6 white-mannetjes. Ik heb op een etiket wat ik op de buisjes plakte aangegeven wat de fenotypes van de P waren, hoeveel mannetjes en hoeveel vrouwtjes ik gekruist had in dat buisje en wat de datum waarop ik de kruising inzette was. Zowel de 1e als de duplo-kruising, heb ik in de broedstoof gezet. Door de temperatuur in de broedstoof, verloopt het proces dat voorafgaat aan het uitkomen van de F1 namelijk wat sneller.

Stap 3: de F1 bekijken
Minimaal 9 dagen na het inzetten van de kruising, komt de F1 (2e generatie) uit. Toen er een aantal vliegjes van de F1 uitgekomen waren, heb ik gekeken (na ze op dezelfde manier als de P verdoofd te hebben) hoe ze eruit zagen (welk fenotype ze hadden), in welke hoeveelheden deze fenotypes voorkwamen, of er daarin verschil was tussen mannetjes en vrouwtjes en of deze fenotypes overeenkwamen met mijn hypothese.

Stap 4: de kruising tussen de F1 inzetten
Na de gegevens van de F1 genoteerd te hebben, zette ik de kruising in tussen de F1. Dit deed ik ook weer in duplo, om iets achter de hand te hebben voor wanneer er iets fout ging. Ook de F1 die uit de duplo-kruising tussen de P was gekomen, heb ik in duplo gekruist. Ik had dus in totaal 4 buisjes met kruisingen tussen de F1. Deze 4 buisjes heb ik in de broedstoof gezet. Op het etiket dat ik op elk van de buisjes had geplakt, had ik aangegeven wat de fenotypes van de gekruiste F1 waren, hoeveel mannetjes ik met hoeveel vrouwtjes had gekruist, de datum van de kruising, en uit welk buisje F1 de gekruiste vliegjes kwamen.

Stap 5: de F2 bekijken
Minimaal 9 dagen na het inzetten van de kruising tussen de F1, komt de F2 (3e generatie0 uit. Toen er veel (ongeveer 50) vliegjes van de F2 uitgekomen waren, heb ik gekeken (na ze op dezelfde manier als de P verdoofd te hebben) hoe ze eruit zagen (welk fenotype ze hadden), in welke hoeveelheden deze fenotypes voorkwamen, of er daarin verschil was tussen mannetjes en vrouwtjes en of deze fenotypes overeenkwamen met mijn hypothese. Om het geheel een beetje overzichtelijk te maken, heb ik een wit vel ingedeeld in 8 vakken. namelijk:

Vrouwtje:
wild white yellow yellow+white

mannetje:
wild white yellow yellow+white

Resultaten

F1
In de F1 zijn 33 vrouwtjes met het fenotype wild en 37 mannetjes met het fenotype wild uitgekomen. Andere fenotypes kwamen niet voor. Dit staat weergegeven in afbeelding 6.

F2
In de F2 zijn uitgekomen:
Vrouwtjes
- wild 28 + 21 = 49
- yellow 18 + 19 = 37
- white 0 + 0 = 0
- white + yellow 0 + 0 = 0
Mannetjes
- wild 0 + 0 = 0
- yellow 22 + 29 = 51
- white 23 + 18 = 41
- white + yellow 0 + 0 = 0

Dit staat weergegeven in afbeelding 7.

F1 [klasgenoot]
die dezelfde kruising heeft uitgevoerd als ik, had in de F1 ook alleen vrouwtjes met het fenotype wild en mannetjes met het fenotype wild geteld.

F2 [klasgenoot]
In de F2 zijn uitgekomen:
Vrouwtjes
- wild 34
- yellow 26
- white 0
- white + yellow 0
Mannetjes
- wild 0
- yellow 25
- white 19
- white + yellow 0

Dit staat weergegeven in afbeelding 8.

F1 + F2 [klasgenoot 2] en [klasgenoot 3]
hebben de reciproque kruising toegewezen gekregen. D.w.z. dat zij vrouwtjes met de eigenschap white met mannetjes met de eigenschap yellow moesten kruisen. Helaas heb ik geen gegevens over de resultaten van hun kruisingen, omdat zij deze (nog) niet voltooid hebben.

Conclusie

Gezien de resultaten van de F2, kon mijn hypothese niet kloppen.
Opmerkelijk bij de mannetjes van de F2 was namelijk:
- Er kwam geen fenotype wild voor, terwijl volgens mijn hypothese ? van de mannetjes het fenotype wild zou moeten hebben.
- De eigenschap yellow kwam alleen voor in combinatie met rode ogen en de eigenschap white kwam alleen voor in combinatie met een normaal lichaam, terwijl ? van de mannetjes volgens mijn hypothese de eigenschap yellow in combinatie met de eigenschap white zou moeten hebben.
Opmerkelijk bij de vrouwtjes van de F2 was:
- Volgens mijn hypothese kwamen de fenotypen wild en yellow voor in de getalsverhouding 3:1. Dit was echter niet het geval. Er waren namelijk 51 vrouwelijke vliegjes met het fenotype wild en 41 vrouwelijke vliegjes met het fenotype yellow.

Mijn hypothese stemde dus niet overeen met mijn resultaten. Dit kon 2 oorzaken hebben:
- Ik had wat over het hoofd gezien bij het opstellen van de hypothese.
- Ik had wat fout gedaan tijdens het experiment.

Om hier meer zekerheid over te hebben, heb ik gewacht tot [klasgenoot] de resultaten van zijn F2 had. Zijn resultaten bleken (zoals overzichtelijk te zien is wanneer afbeelding 7 en afbeelding 8 met elkaar vergeleken worden) overeenkomstig te zijn met mijn resultaten. Hoogstwaarschijnlijk stemde mijn hypothese dus niet overeen met mijn resultaten, omdat ik wat over het hoofd had gezien bij het opstellen van de hypothese. Ik ben wat kruisingen op papier gaan uitvoeren, en kwam tot de conclusie dat mijn resultaten mogelijk waren, wanneer de eigenschap yellow, net als de eigenschap white, X-chromosomaal zou zijn. Toen ik dit nakeek op internet, bleek dit te kloppen. Op grond daarvan heb ik nieuwe kruisingsschema’s op papier gezet. Deze kruisingsschema’s zijn te zien in afbeelding 9.

De F1
De uitkomst van mijn F1 klopt niet helemaal met de uitkomst van het kruisingsschema van de F1 dat in afbeelding 9 te zien is. Dit geldt ook voor de uitkomst van de F2 van [klasgenoot]. In mijn F1 heb ik namelijk waargenomen dat zowel de mannetjes als de vrouwtjes het fenotype wild hadden. Toch acht ik de kruisingsschema’s die in afbeelding 9 te zien zijn aannemelijk. Hiervoor heb ik verschillende redenen:
- Het komt overeen met de theorie die ik op internet heb gevonden (yellow en white zijn beiden X-chromosomaal).
- In mijn F1 hadden alle mannetjes yellow moeten zijn. Indien dit het geval was, kon ik de mannetjes van de F1 die de eigenschap yellow hadden niet vergelijken met andere mannetjes van de F1, die deze eigenschap niet hadden. Het is dus aannemelijk dat ik een vergissing heb gemaakt bij het bepalen van de fenotypes van de mannetjes van de F1.

De F2
De uitkomst van mijn F2 klopt nagenoeg met de uitkomst van het kruisingsschema van de F2, dat in afbeelding 9 te zien is. Dit geldt ook voor de uitkomst van de F2 van [klasgenoot]. De getalsverhoudingen waarin de fenotypen voorkwamen waren in mijn kruising iets afwijkend. Van alle voorkomende (vrouwtjes: wild en yellow 1:1, mannetjes: yellow en white 1:1) fenotypen zouden namelijk even veel vliegjes moeten zijn. Deze afwijkingen zijn echter dermate gering, dat ze op toeval berust kunnen zijn. Het kruisingsschema van de F2, dat in afbeelding 9 te zien is, verklaart ook waarom de eigenschappen white en yellow niet in combinatie met elkaar voorkomen.

Bronvermelding

Ik heb voor de theorie die ik gebruikt heb bij het experiment en het maken van dit verslag verschillende bronnen gebruikt. Namelijk

- De stencils over de fruitvlieg die we in de klas gekregen hebben
- De lessen die we gekregen hebben over genetica
- www.bioplek.org

Mening

Toen ik hoorde dat we een experiment moesten gaan doen met fruitvliegjes, zag ik daar erg tegenop. Ik dacht dat het erg moeilijk zou worden. Toen ik eenmaal met het experiment bezig was, viel dat best mee. In het begin verliep het experiment wat stroef. Het duurde lang voordat ik genoeg maagden had om een kruising in te zetten en ik had moeite met het herkennen van mannetjes en vrouwtjes. Later, toen ik al wat langer met het experiment bezig was, ging dit een stuk beter. Doordat ik wat meer ervaring had in de omgang met fruitvliegjes, kostte het experiment niet meer zo veel tijd. Dat de uitkomst van het experiment wat onverwacht was, vond ik eigenlijk niet erg. Zeker niet toen [klasgenoot] vergelijkbare resultaten uit zijn kruising kreeg. Ik vond het zoeken van een verklaring voor de resultaten best leuk en uitdagend. Al met al is dit experiment me meegevallen. Mijn eigen vaardigheden zijn me ook meegevallen, omdat ik in het begin twijfelde of ik dit experiment wel tot een goed einde zou kunnen brengen.