常考的遗传学实验设计题应注意什么

一道遗传学实验设计题~

让显性基因的隐形一个
纯红花AA，白色的花朵为粉红色的花朵AA AA
F2藏红花和粉红色的花卉种植
2，基因频率为1
红花AA粉红色的花朵AA：白色的花朵AA = 2 * 2:2 * 2:1 * 1 = 4:4:1
e

　　高考生物遗传学实验题专题训练
　　【强化训练】
　　1．下面为果蝇三个不同的突变品系与野生型正交与反交的结果，试分析回答问题。

　　( 1 ）组数 ① 的正交与反交结果相同，控制果蝇突变型 a 的基因位于 染色体上，为 性突变。
　　( 2 ）组数 ② 的正交与反交结果不相同，用遗传图解说明这一结果（基因用 B 、 b 表示）。


　　( 3 )解释组数 ③ 正交与反交不同的原因。


　　2．果蝇是一种非常小的蝇类，遗传学家摩尔根曾因对果蝇的研究而获得“诺贝尔奖”。近百年来，果蝇被应用于遗传学研究的各个方面，而且它是早于人类基因组计划之前而被测序的一种动物。请回答下列有关问题。
　　(一)对果蝇基因组进行研究，应测序_______条染色体，它们是__________。
　　(二)已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状（红眼W、白眼w），且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型。现有若干红眼和白眼的雌雄果蝇，若用一次交配实验即可证明这对基因位于何种染色体上，请选择交配的亲本表现型________________________________________________________________________ 。
　　实验预期及相应结论为：
　　○1___________________________________________________
　　○2_____________________________________________
　　○3______________________________________________
　　(三)已知果蝇红眼与白眼基因位于X染色体上，图Ⅰ至图Ⅲ表示果蝇的减数分裂。
　　（1）图Ⅱ细胞叫________，图Ⅲ细胞叫_____________。
　　（2）若图示果蝇与白眼果蝇杂交，后代中出现了红眼，请在图A中标出眼色基因。
　　（3）如果图示果蝇为红眼，图Ⅲ中a与一只红眼果蝇的卵细胞融合发育成一只白眼果蝇，该果蝇的性别是_________，请在B图中画出c的染色体组成。
　　(四)果蝇的长翅（V）对残翅（v）为显性，但是，即使是纯合长翅品种的幼虫，在35℃温度条件下培养(正常培养温度为25℃)，长成的成体果蝇却成为残翅。这种现象称为“表现模拟”。
　　（1）这种模拟的表现性状能否遗传？为什么？
　　______________________________________ 。
　　（2）现有一只残果蝇，如何判断它是属于纯合vv还是“表型模拟”？请设计鉴定方案：
　　方法步骤：____________________________

　　结果分析：______________________________
　　3． (1)已知果蝇的红眼(A)对白眼(a)为显性，位于X 染色体上，灰身(B)对黑身(b)为显性，位于常染色体上。两只灰身红眼雌、雄果蝇交配得到以下类型和数量的子代。

　　①两只灰身红眼亲本的基因型为 。
　　②让子代中灰身雄蝇与黑身雌蝇杂交，后代中黑身果蝇所占比例为 。
　　③在子代中，纯合灰身红眼雌蝇占全部子代的比例为 ，杂合灰身红眼雌蝇占全部子代的比例为 。
　　(2)已知果蝇的直毛与非直毛是一对等位基因。若实验室有纯合的直毛和非直毛雌、雄果蝇亲本，你能否通过一代杂交试验确定这对等位基因是位于常染色体上还是X染色体上?请说明推导过程。
　　(3)若已知果蝇的直毛和非直毛是位于X染色体上的一对等位基因。但实验室只有从自然界捕获的、有繁殖能力的直毛雌、雄果蝇各一只和非直毛雌、雄果蝇各一只，你能否通过一次杂交试验确定这对相对性状中的显性性状，请用遗传图解表示并加以说明和推导。

　　4.（06江苏）有人发现某种花卉有红花和白花两种表现型。
　　(1)请你设计一个实验，探究花色的遗传是细胞质遗传还是细胞核遗传。用图解和简洁语言回答。


　　(2)如果花色的遗传是细胞核遗传，请写出F2代的表现型及其比例。
　　5．下表列出6种纯系果蝇各自的特殊性状，以及控制该性状的基因所在染色体的编号。其中，野生型果蝇的各种性状均为显性，各个纯系果蝇的特殊性状为隐性，其它性状与野生型果蝇相同。
　　果蝇纯系 ①野生型 ②白眼型 ③黑身型 ④残翅型 ⑤紫眼型 ⑥粗眼型
　　特殊性状 灰身B 黑身b
　　长翅V 残翅v
　　红眼* 白眼w 紫眼p
　　细眼R 粗眼r
　　染色体 X Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅲ
　　*果蝇红眼(W)对白眼(w)是显性，红眼(P)对紫眼(p)是显性, 但白眼与紫眼不是相对性状。
　　⑴若用常染色体上基因控制的翅和眼的性状，设计一组自由组合规律的遗传实验时，应选择的纯系及其基因型为：__________×___________。
　　⑵若通过一次交配实验，获得基因型为Vv w的长翅白眼雄果蝇，选作母本和父本的纯系果蝇及其基因型为：__________×___________。
　　⑶若①野生型处女雌果蝇与③黑身型雄果蝇交配，其F1的雌雄个体间自由交配，后代中野生型与黑身型的比例为________；从中取出全部的野生型雌雄个体，使之自由交配，下一代中野生型与黑身型的比例为________。
　　6．（06全国卷I）从一个自然果蝇种群中选出一部分未交配过的灰色和黄色两种体色的果蝇，这两种体色的果蝇数量相等，每种体色的果蝇雌雄各半。已知灰色和黄色这对相对性状受一对等位基因控制，所有果蝇均能正常生活，性状的分离符合遗传的基本定律。请回答下列问题：
　　（1）种群中的个体通过繁殖将各自的 传递给后代。
　　（2）确定某性状由细胞核基因决定，还是由细胞质基因决定，可采用的杂交方法是 。
　　（3）如果控制体色的基因位于常染色体上，则该自然果蝇种群中控制体色的基因型有 种；如果控制体色的基因位于X染色体上，则种群中控制体色的基因型有 种。
　　（4）现用两个杂交组合：灰色雌蝇×黄色雄蝇、黄色雌蝇×灰色雄蝇，只做一代杂交试验，每个杂交组合选用多对果蝇。推测两个杂交组合的子一代可能出现的性状，并以此为依据，对哪一种体色为显性性状，以及控制体色的基因位于X染色体上还是常染色体上这两个问题，做出相应的推断。(要求：只写出子一代的性状表现和相应推断的结论)
　　7.（Ⅰ）两个红眼长翅的雌雄果蝇相互交配，后代表现型及比例如下表。设眼色基因为A、a，翅长基因为B、b。请分析回答：
　　表现型 红眼长翅 红眼残翅 白眼长翅 白眼残翅
　　雌蝇 3 1 0 0
　　雄蝇 3 1 3 1
　　① 亲本的基因型是 。
　　② 雌性亲本产生的正常卵细胞中，与A组合的基因应为 。
　　（Ⅱ）研究性学习作为一种重要的学习方式，对中学生的创新精神和实践能力的培养起到了积极的作用。下面列出了研究课题名称，请根据要求回答有关问题。
　　课题：某地区某一种单基因遗传病的调查研究
　　(1)请你拟定一个较小的具体课题名称：________________
　　(2)简述你研究该课题的两点主要意义：
　　①_________________ ；
　　② 。
　　(3)对所选课题提出一种假设：________________
　　(4)你所选用的调查研究方法主要包括：_______________
　　8．我国生物科学工作者在生物工程应用方面取得了显著的成效，硕果累累。如：（1）1995年，我国科学家将苏云金芽孢杆菌的杀虫蛋白基因导入棉花细胞中，培育出抗棉铃虫效果明显的棉花新品系。科学家要将杀虫蛋白基因导入棉花细胞中，首先要获得杀虫蛋白基因，其方法是将苏云金芽孢杆菌的DNA分子提取出来，利用特定的限制性内切酶酶切成很多DNA片段（其中包括杀虫蛋白基因），再植入受体细胞中。若此基因中碱基A+T占45%，而编码区中碱基A+T占60%，由此基因转录形成的信使RNA中碱基A占25%，则此信使RNA中碱基U占______%。杀虫蛋白基因导入棉花细胞后是整合在细胞质的DNA分子中，还是整合在核DNA分子中，可以通过有性杂交试验的方法，观察其后代的性状表现。若如下图所示，则表明杀虫蛋白基因整合在_______________分子中。

　　(1)杀虫蛋白基因在棉花细胞中的表达是通过_______________两个阶段来实现的，而后一阶段所需原料的结构通式是________________，其中的含N部分主要是由根系通过主动运输的方式，以______________的形式吸收运输而来的。
　　⑵如果抗虫棉不耐盐碱，而有另一棉花品系不抗虫而耐盐碱，两品系经有性杂交获得F1后，要在最短时间内培育出既抗虫又耐盐碱的棉花新品系用于推广，应采用常规而可靠的_________________育种法。
　　⑶如果将⑵中的两个棉花品系进行体细胞杂交，第一步是要用纤维素酶等处理去掉____________________，再通过诱导融合形成杂种细胞。然后用植物组织培养的方法，得到杂种植株。
　　9．甲豌豆表现为绿豆荚红花、乙豌豆表现为黄豆荚白花，已知两株豌豆为纯合体，据此回答下列问题：
　　（1）用乙豌豆的花粉为甲豌豆授粉后，甲豌豆植株上均结绿豆荚，其中种子种下后，F1代均开红花，由此可判断出的显隐关系是_____________________________。
　　（2）乙豌豆自交后代中，如果出现了一株开红花的豌豆，则可能是__________的结果。如果将乙豌豆植株的根切片进行组织培养，其长成的植株的性状表现最可能是___________。
　　（3）设绿豆荚由基因a控制，花色由B、b基因控制，让甲、乙豌豆（亲代）杂交，花色将在___________代植株上出现性状分离。F2代植株中，与甲豌豆基因型相同的占总数的___________，代植株上出现性状分离。F2代植株中，与甲豌豆基因型相同的占总数的_________，与乙豌豆表现型相同的占总数的____________________。
　　（4）若要尽快由甲、乙豌豆杂交获得黄豆荚红花的纯合体（AABB），那么在获得F1后应采用的方法步骤是：①_______________________；②__________________________；
　　③_____________________________。
　　10．分析回答下列（1）（2）小题
　　（1）女娄菜为雌雄异株的植物，雌株的性染色体为XX，雄株的性染色体为XY。在女娄菜中存在着一种金黄色植株的突变体，这一突变由隐性基因a控制，该基因位于X染色体上，并使含有该基因的雄配子致死。分析下列杂交组合的结果回答问题：
　　①若杂交后代全部为绿色雄性个体，则亲本的基因型为____________________。
　　②若杂交后代全部为雄性，且绿色与金黄色个体各占一半，则亲本的基因型为____________________
　　③若后代性别比例为1：1，绿色与金黄色个体的比例为3：1，则亲本的基因型为____________________
　　④杂交组合①②的后代全部为雄性的原因是：由于____________________，使这两个杂交组合中的雄性个体没有__________型的雄配子产生，只能产生含__________的雄配子；而雌性个体产生的配子可能有________________两种。
　　（2）从事玉米研究的遗传学家有3个纯种品系，其基因型分别是甲：aaBBCC，乙：AAbbCC，丙：AABBcc。由于基因a、b、c所决定的性状会提高玉米的市场价值，请回答下列问题：（假定三个基因是独立分配的，玉米可以自交和杂交）
　　①获得aabbcc个体的杂交方案有多种，请写出其中简便有效的杂交方案。（如果用遗传图示表示，要有简要说明）


　　②此杂交育种方案中，aabbcc表现型个体出现时的概率是___________。
　　11.（06全国卷Ⅱ）玉米子粒的胚乳黄色（A）对白色（a）为显性，非糯（B）对糯（b）为显性。两对性状自由组合。今有两种基因型纯合的玉米子粒，其表现型为：黄色非糯、白色糯。
　　（1）请用以上两种玉米子粒作为亲本，通过杂交试验获得4种子粒，表现型分别为黄色非糯、黄色糯、白色非糯、白色糯，比例接近1:1:1:1（用遗传图解回答）。若亲本不变，要获得上述4种子粒，但比例接近9:3:3:1，则这个杂交试验与前一个杂交试验的主要区别是什么？（用文字回答）


　　（2）如果上述白色糯玉米不抗某种除草剂，纯合黄色非糯玉米抗该除草剂，其抗性基因位于叶绿体DNA上，那么，如何用这两种玉米亲本通过杂交试验获得抗该除草剂的白色糯玉米？


　　（3）现有多株白色糯玉米，对其花粉进行射线处理后，再进行自交。另一些白色糯玉米植株，花粉不经射线处理，进行自交。结果，前者出现黄色糯子粒，后者全部结白色糯子粒。由此可推测，黄色子粒的出现是基因发生___ _____的结果，其实质是射线诱发_______________的分子结构发生了改变。
　　（4）在适宜时期，取基因型杂合黄色非糯植株（体细胞染色体为20条）的花粉进行离体培养，对获得的幼苗用_____________________进行处理，得到一批可育的植株，其染色体数为____________，这些植株均自交，所得子粒性状在同一植株上表现____________（一致、不一致），在植株群体中表现_______________（一致、不一致）。
　　（5）采用基因工程技术改良上述玉米的品质时，选用大豆种子贮藏蛋白基因为目的基因。该目的基因与作为____ _______的质粒组装成为重组DNA分子时，需要用______ __和连接酶。为便于筛选获得了目的基因的受体细胞，所用的质粒通常具有__________________。将目的基因导入离体的玉米体细胞后，需要采用__________________技术才能获得具有目的基因的玉米植株。
　　12．病毒是一类没有细胞结构的分子生物，与人类关系特别密切。今年世界上发现了能感染人类的高致病性禽流感病毒（简称禽流感），我国参与了抗击禽流感的国际性合作，并已经研制出禽流感的疫苗。要与禽流感作斗争，必须了解它、研究它，需要大量的供实验用的病毒结晶。根据所学知识回答下列问题：
　　I在病禽中分离出禽流感样本后，实验室中如何获得大量禽流感病毒？为什么？
　　（1） ；
　　（2） 。
　　II.要研制禽流感疫苗，必须知道其大分子组成，请设计实验探究禽流感的物质组成：
　　（1）实验原理：RNA液在浓盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色
　　还需补充的两个实验原理是：
　　○1
　　○2
　　（2）去掉病毒中大分子成分的简便方法是
　　（3）设计一个表格记录实验结果：


　　13．下图为某群岛上物种演化的模型，A，B，C，D，E，F为六个物种，请据图回答：
　　⑴（6分）假设已知甲岛上B物种为有翅蝉，过了相当长时间后，逐渐演化成了残翅蝉E和超长翅蝉F，请根据达尔文的自然选择学说结合甲岛上多风的自然条件推测甲岛上B物种演化的过程。


　　。
　　⑵（6分）甲岛上B物种偶尔有一次乘着季风，飞到了乙岛上居住，试分析B物种进入乙岛后可能会给乙岛上C物种可能带来的影响？


　　。
　　⑶（9分）已知乙岛上的C物种属XY型性别决定。已知C物种上的有斑点性状是由X染色体上的隐性基因b控制的，但雌株是性染色体杂合体，雄株是性染色体纯合体。某研究人员要通过杂交培育出一批在幼小时就能通过有无斑点来识别雌雄的物种C，请帮助他设计一个实验方案，并画出实验图解并作简单说明。


　　14．女娄菜其雄株为XY，雌株为XX；高茎（D）对矮茎（d）呈显性，控制高度的等位基因位于常染色体上；宽叶（B）对窄叶(b)呈显性，控制叶形的等位基因位于X染色体上。以下是女娄菜五种不同育种方法示意图，请据图回答：

　　（1）①→②→③→④表示的育种方法称为 ，与①→⑤→⑥→⑦→⑧表示的育种方法相比较，后者的优越性表现在 。
　　（2）基因型为DdXBXb与DdXbY女娄菜杂交，母本植株上的某一粒种子中，胚的基因型为DdXbY，则其胚乳可能的基因型有 。
　　（3）过程○13使用的生物技术是 。该育种方法的最大优点是 。（4）图中哪些过程使用了植物组织培养技术？ （以编号及箭头表示）。该技术所依据的生物学原理是细胞的 。
　　15．在水稻中，有芒（A）对无芒（a）为显性，抗病（R）对不抗病（r）为显性，如果从播种到获得种子需要一年，农科站要用有芒抗病（AARR）和无芒不抗病（aarr）的两种水稻品种，培育出无芒抗病的良种水稻供农民使用。
　　（1）用杂交育种方法培育这一良种供农民使用，至少需要4年，每一年的方法和目的是什么：请完成下表：
　　时间 方法 目的
　　第1年 获得F1
　　第2年
　　第3年
　　第4年 鉴定选出纯合的aaRR植株
　　（2）第1年对作为母本的水稻应该作 处理。这项工序应该在开花 （选填“前”或“后”）进行。
　　（3）第 年开始出现无芒抗病类型，它约占群体的比率为 ；若用单倍体育种，开始出现无芒抗病类型约占群体的比率为 。
　　（4）就抗病和不抗病这对相对相对性状而言，让F1自交三代，在自然情况下，基因频率的变化是
　　A. R增大 B. r增大 C. R=r D. 无法确定

新陈代谢、遗传学和生态学是中学生物学中理论知识的三大部分内容。尤其是遗传学内容是高中生物学的核心和支柱，是高考生物学命题的重要根据地，高考试题该部分占的比例，历年都较大，出活题、考能力的主角非它莫属。可见，它是高考重(点)中之重，难(点)中之难，热(点)中之热。高考中连续几年不回避，不能不说是重点了。在近几年高考理综生物试题中，实验设计题是必不可少的一道20分以上大题。也是历年考生最头疼、失分最多的一道题。
学生经过前三轮的复习，对生物实验设计的一般题目都能比较好的掌握，但对遗传学实验设计的题目还是无从下手。没有掌握正确的解题方法，乱写一气，严重影响得分率。如何提高学生遗传学实验设计的能力，提高得分率，必须对遗传学实验设计的进行专题复习，对大量的题目进行归类讲解。使学生知道一般的解题方法。实验设计和探究能力是一种较高的综合能力，要在高考中拿到这类题目的高分，需要我们注重平时的积累。
归类复习能在比较短的时间里使学生熟悉遗传学实验设计题目的基本类型，了解解题的基本方法。我们在具体的教学中采用了以下的归类。

准备题 下列各项依次采用哪种方法最适宜：①鉴别一只羊是纯合体还是杂合体 ②在一对相对性状中区分显隐性 ③不断提高小麦抗病品种的纯度 ④检验杂种基因型的方法
A.杂交、自交、测交、测交 B.测交、测交、杂交、自交
C.测交、杂交、自交、测交 D.杂交、杂交、杂交、测交
解析 考查生物相交的应用。各项最适方法依次是：测交、杂交、自交、测交。答案：C。
生物的几种交配类型归纳介绍：
（1）杂交：不同的生物体间相互交配。
（2）自交：同一植物体的自花受粉和雌雄异花的同株受粉均属于自交。自交是获得纯系的有效方法。自交也是鉴别纯合子与杂合子的常用方法之一。
（3）测交：杂种子一代与隐性个体相交，用来测定Fl的基因型。测交是遗传规律理论假设的验证实验。测交也可用于纯合子与杂合子的鉴定。
（4）正交与反交：正交与反交是相对而言的，正交中的父方与母方恰好是反交中的母方和父方。正交与反交可以用来检验是细胞核遗传或细胞质遗传。

一、相对性状显隐关系确定的实验设计
例1 科学家选用萌发的普通甜椒的种子搭载“神舟”飞船,应用在微重力和宇宙射线等各种因素作用下生物易发生基因突变的原理,在从太空返回后种植得到的植株中选择果实较大的个体,培育出大果实“太空甜椒”。假设果实大小是一对相对性状,且由单基因控制的完全显性遗传,请你用原有的纯种小果实普通甜椒和大果实甜椒为实验材料,设计一个实验方案,以鉴别太空甜椒大果实这一性状的基因型。
解析 直接用纯种小果实与大果实杂交，观察后代的性状：
1、如果后代全表现为小果实，则小果实为显性，大果实为隐性；
2、如果后代全表现为大果实或大果实与小果实的比例为1∶1，则大果实为显性，小果实为隐性。

例2 马的毛色有栗色和白色两种。正常情况下，一匹母马一次只能生一匹小马，假定毛色由基因B和b控制，此基因位于常染色体上。现提供一个自由放养多年的农场马群为实验动物，在一个配种季节从该马群中随机抽取1头栗色公马和多头白色母马交配，⑴如果后代毛色均为栗色；⑵如果后代小马毛色有栗色的，也有白色的。能否分别对⑴⑵结果判断控制马毛色基因的显隐性关系。若能，说明理由；若不能，设计出合理的杂交实验。
解析 这道题比较开放。（1）能。理由：如果栗色为隐性，则这匹公马的基因型为bb，白色母马的基因型为BB、Bb，那么后代小马的基因型为Bb和bb，即既有白色的也有栗色的。如果栗色为显性，则这匹栗色公马的基因型为BB或Bb，多匹白色母马的基因型均为bb，那么后代小马的基因型为Bb，全为栗色或Bb和bb，栗色和白色均有。综上所述，只有在栗色公马为显性纯合体的情况下才会出现后代小马毛色全为栗色的杂交结果。（2）不能。杂交方案：从马群中随机选择多对栗色母马与这匹栗色公马杂交（栗色×栗色）。如果后代出现白马。则栗色为显性，白色为隐性；如果后代全部为栗色马，则白色为显性，栗色为隐性。

二、验证遗传规律的实验设计
例3 用纯种有色饱满籽粒的玉米与无色皱缩籽粒的玉米杂交（实验条件满足实验要求），F1全部表现为有色饱满，F1自交后，F2的性状表现及比例为：有色饱满73%，有色皱缩2%，无色饱满2%，无色皱缩23%。回答下列问题：
（1）上述一对性状的遗传符合_________________定律。
（2）上述两对性状的遗传是否符合自由组合定律？为什么？
（3）请设计一个实验方案，验证这两对性状的遗传是否符合自由组合定律。（实验条件满足实验要求）
实验方案实施步骤：①____________；②____________；③_______________。
答案 （1）基因的分离 （2）不符合；因为玉米粒色和粒形的每对相对性状的分离比均为3：1，两对性状综合考虑，如果符合自由组合规律，F1自交后代分离比应符合9：3：3：1。（3）实验步骤：①纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米杂交，获得F1 ②取F1植株10株，与无色皱缩的玉米进行杂交 ③收获杂交后代种子，并统计不同表现型的数量比例 结果预测：①若后代种子四种表现型比例符合1：1：1：1，则说明符合自由组合定律；②若后代种子四种表现型比例不符合1：1：1：1，则说明不符合自由组合定律。
对学生应强调一对性状分离为比3：1，二对性状分离比为9：3：3：1。

三、纯合体、杂合体鉴定的实验设计
例4 3支度管内分别装有红眼雄性和两种不同基因型的红眼雌性果蝇，还有1支试管内装有白眼果蝇。请利用实验室条件设计最佳方案，鉴别上述3支试管内果蝇的基因型（显性基因用B表示）。
解析 果蝇的红眼和白眼为一对相对性状，红眼为显性性状，白眼为隐性性状，控制这对性状的基因位于X染色体上。雄果蝇的基因型有两种：XBY（红眼）、XbY（白眼）；雌果蝇的基因型有三种：XBXB（红眼）、XBXb（红眼）、XbXb（白眼），雌果蝇和雄果蝇可直接通过观察成体第二性征的差别来鉴定。通过以上分析可知，唯有红眼雌果蝇的基因型（有XBXB和XBXb两种基因型）需要鉴别。可以直接用红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，若后代有白眼果蝇，说明该红眼雌果蝇是杂合体，基因型为XBXb；若后代全为红眼果蝇，说明该红眼果蝇是纯合体，基因型为XBXB。至此，设计的实验方案也就出来了。
答案 先根据第二性征鉴别四支试管内果蝇的性别，若为红眼雄性果蝇，则该试管内果蝇基因型为XBY，再用白眼雄性果蝇分别与另两管的红眼雌性果蝇交配，若后代中出现性状分离，则该管中果蝇的基因型为XBXb；若后代中不出现性状分离，则该管中果蝇的基因型为XBXB。

四、根据某一性状辨别生物性别的实验设计
例5 （2001年上海高考）果蝇的红眼（B）对白眼（b）是一对相对性状，基因B、b位于X染色体上。请设计一个实验，单就颜色便能鉴别雏蝇的雌雄。
解析 根据题意分析可知，雌果蝇含有两条同型的性染色体XX，雄果蝇含有两条异型的性染色体X、Y，控制眼色的基因位于X染色体上。很显然，雄果蝇的基因型有两种：XBY（红眼）、XbY（白眼）；雌果蝇的基因型有三种：XBXB（红眼）、XBXb（红眼）、XbXb（白眼）。要辨别雌雄唯有让某一性别表现为单一的眼色。可以通过上述六组亲本杂交结果分析得知，只有杂交亲本组合“XBY×XbXb”的后代从眼色性状可以直接判断出性别：红眼为雌性，白眼为雄性。
答案 让白眼雌果蝇（XbXb ）与红眼雄果蝇（XBY）杂交，后代中凡是红眼的都是雌果蝇，白眼的都是雄果蝇。

五、育种过程的实验设计
例6 （2003江苏）现在三个番茄品种，A品种的基因型为AABBdd，B品种的基因型为AabbDD，C品种的基因型为aaBBDD。三对等位基因分别位于三对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形三对相对性状。请回答：
（1）如何运用杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可）
（2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株最少需要几年？
（3）如果要缩短获得aabbdd植株的时间，可采用什么方法？（写出方法的名称即可）
解析 根据题意可知，三对等位基因（A、a，B、b和D、d）遵循基因的自由组合定律，实验设计要求培育出纯合体（aabbdd），即培育出能够稳定遗传个体。由于a、b、d基因不在同一个个体上，因此先由两个亲本通过杂交，得到F1（含a、b或a、d或b、d）；再通过F1与第三个亲本杂交，得到含有a、b、d杂合体F2；最后通过F2自交可以得到aabbdd 的基因型个体。从时间上来看，若A与B杂交得到杂交一代，杂交一代与C杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，可以得到基因型为aabbdd的种子，aabbdd的种子发育成为aabbdd基因型植株需要一年。共需4年。
若想缩短育种年限，可选用单倍体育种的方法：杂交二代AaBbDd可产生abd型的配子，将花药离体培养成单倍体幼苗，再用秋水仙素处理，用二年时间可得到aabbdd基因型植株。
答案 （1）A与B杂交得到杂交一代，杂交一代与C杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，可以得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成基因型为aabbdd植株 ；（2）4年；（3）单倍体育种技术。

六、探究遗传方式的实验设计
例7 有人选取豌豆的高茎与矮茎杂交得子一代，子一代全为高茎。子一代自交得子二代，子二代出现了性状分离，但分离比并不是预期的3∶1，而是出现了高∶矮=35∶1。试分析产生这一现象的原因，并设计一个实验方案加以证明。
解析 这种特殊遗传现象（不常见）的出现必然有规律的特殊性。这类实验设计包含了遗传规律建立的一般程序：提出假说、肯定假说、预期结果、杂交实验、比较分析。从所学的遗传知识可以预测产生这一现象的原因是杂种一代变成了多倍体（四倍体）。
F1 DDdd

♂
♀

1 DD

4Dd

1dd

1DD

1DDDD

4DDDd

1DDdd

4Dd

4DDDd

16DDdd

4Dddd

1dd

1DDdd

4Dddd

1dddd

配子
F2

表现型 高茎∶矮茎=35∶1
答案 实验假设：豌豆杂合体自交后代性状分离比为35∶1的原因可能是染色体加倍形成了四倍体DDdd 。同源四倍体减数分裂产生配子时，其配子的总组合数为 。其种类和比例为 DD∶Dd∶dd =1∶4∶1。
实验目的：探究F1的基因组成是否是四倍体。
实验原理：四倍体DDdd产生的配子有三种：DD、Dd 、dd。其比例为1∶4∶1。通过测交实验可测定F1的基因型。
实验材料 ：待测豌豆、矮茎豌豆、剪刀、毛笔、纸袋等
实验思路 : 肯定假说、预期结果、测交实验、记录测交结果、比较分析两者的结果即可得出结论。
实验过程：根据假说，测交后代性状分离比为高∶矮=5∶1。用上述待测的F1与隐性亲本测交，记录测交结果。再比较分析测交结果与预期结果是否一致。如果一致则说明F1染色体数目已加倍而成为四倍体。

七．表型模写的实验设计
主要考查了学生对基因型、表现型、突变与环境的认识与理解，考查学生对已知实验现象的假设能力、验证能力和实验结果分析能力。环境条件的改变，有时会导致表现型的改变。不过，因环境改变所引起的表型改变，与某基因型所引起的表型变化通常是不一样的。但是，有时环境条件的改变所引起的表型改变，很像某基因型引起的表型变化。这在生物学上称为表型模写。表型模写的性状是不能真实遗传的。因为其遗传物质并没有发生改变。
例8 已知家鸡的突变类型无尾(M)对普通类型有尾(m)是显性。现用普通有尾鸡自交产的受精卵来孵小鸡，在孵化早期向卵内注射一点点胰岛素，孵化出的小鸡就表现出无尾性状。
(1)普通有尾鸡自交产的受精卵的基因型是______，如果不在孵化早期向卵内注射胰岛素，正常情况下表现型应是______。
(2)孵化早期一般是指胚胎发育的______期。
(3)你认为上述实验中胰岛素的作用是_______。
(4)请设计实验探究你在(3)中的假设，简要写出实验步骤、实验结果和结论。
解析 本题中题干正是一个表型模写的例子。普通有尾鸡自交产的受精卵的基因型是 mm，正常情况下表现型应是有尾。在孵化早期向卵内注射胰岛素，引起了无尾性状，是否发生了遗传物质的改变，这是本题的切入点。胰岛素引起的无尾性状能否真实遗传，这是实验设计的出发点。
答案 (1)mm，有尾；(2)卵裂和囊胚；(3)诱导基因m突变为M（或影响胚胎的正常发育）；(4)让上述注射胰岛素后产生的无尾鸡，成熟后雌雄交配（1分）。所产受精卵正常孵化(不注射胰岛素)。观察后代相关性状表现（1分）。如果后代出现无尾鸡，则证明胰岛素的作用是诱导基因发生突变（1分）；如果后代全部表现出有尾性状，则证明胰岛素的作用并非诱导基因突变，只是影响了鸡的胚胎发育的正常进行（1分）。

实际上遗传学实验设计的类型还有很多，不可能都罗列。但基本方法是不会有很大的变化。所以，除上课讲解外，还应加强实验设计和探究能力的培养。
1.要抓好课本上的基础实验，要求明确每个实验的原理、目的、材料、方法步骤、注意事项及结论，并能做到对基础实验所涉及的方法、技能进行迁移与综合运用。
2.要对课本中一些科学家的经典实验(肺炎双球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌的实验等)进行剖析，吸取其精华，并能应用到自己的实验设计当中去。
3.要学习一些实验设计方面的基本知识。加强实验设计方面的试题训练，毕竟目前的高考还仅限于笔试。
这样，我们完全有理由相信学生对这类题目不再为难。

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