遗传实验设计专题(1)

高中生物遗传学实验的设计在高中生物的学习中，遗传学实验是一个重要且有趣的部分。

通过设计和实施遗传学实验，我们能够更深入地理解遗传规律，探索生命的奥秘。

遗传学实验设计的第一步是明确实验目的。

例如，我们可能想要验证孟德尔的分离定律和自由组合定律，或者探究某个基因对特定性状的影响。

实验目的就像是导航的灯塔，为整个实验指明方向。

接下来，要选择合适的实验材料。

豌豆是孟德尔实验中经典的材料，因为它具有易于区分的性状，如高茎和矮茎、圆粒和皱粒等，而且能够自花传粉和闭花授粉，保证了实验的准确性。

但除了豌豆，果蝇也是常用的实验材料，它繁殖速度快，染色体数量少且易于观察。

在设计实验方案时，需要考虑实验的变量。

变量分为自变量、因变量和无关变量。

自变量是我们人为改变的因素，比如杂交的亲本组合；因变量是随着自变量的变化而变化的结果，比如子代的性状表现；无关变量则是可能影响实验结果但又不是我们研究的因素，比如实验环境的温度、湿度等。

为了保证实验结果的准确性，我们需要控制无关变量，使实验组和对照组除了自变量外，其他条件都相同。

以验证孟德尔分离定律为例，我们可以选择纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆作为亲本进行杂交。

将高茎豌豆作为父本，矮茎豌豆作为母本进行杂交，得到子一代（F1）。

然后让 F1 自交，观察 F2 代的性状分离情况。

在这个实验中，亲本的基因型是明确的（高茎为 DD，矮茎为dd），杂交后 F1 的基因型为 Dd。

F1 自交后，根据分离定律，F2 代中应该出现高茎：矮茎＝ 3 ： 1 的比例。

实验步骤的设计要详细且具有可操作性。

首先，准备好实验所需的材料和器具，如豌豆种子、花盆、培养土等。

然后，按照预定的亲本组合进行播种和杂交操作。

在杂交过程中，要注意去雄和授粉的时间和方法，确保杂交的成功。

在观察子代性状时，要记录准确的数据，并进行统计分析。

在数据处理和分析阶段，需要运用统计学方法。

对于数量较多的数据，可以使用表格进行整理，计算出各种性状的比例。

（3）对问题二的推断及结论： 如果F2出现___四___种性状，且性状分离比为
__9_∶__3_∶__3_檀体的这对等位基因不是位于Ⅱ 号同源染色体上。反之，则可能位于Ⅱ号同源染色 体上。
小组讨论学案上2、3题：
1. 梳理答案及规范性的答语。
方法与技巧
1.基本思路：假说演绎方法。 2.审题：注意选择材料是利用题干中所给
材料进行实验，注意材料的纯合or杂合。 3.推理设计方案时，用标号①②③分步表
示更清楚。 4.预期结果时，一般答语：若……则……，
若……则…… 5.稿纸上先假设结论成立推结果；试卷上
先写结果，对应结论。
29.【答案】（10分）
蝇杂交，子代中♀灰体: ♀黄体:♂灰体: ♂黄体为
1:1:1:1。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制
黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性。请根据上
述结果，回答下列问题：
（1）仅根据同学甲的实验，能不能证明控制黄体 的基因位于X染色体上，并表现为隐性?
（2）请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个 不同的实验，这两个实验都能独立证明同学乙的结论。
1.实验室中现有一批未交配过的纯种长翅 灰体和残翅黑檀体的果蝇。已知长翅和残翅这对相 对性状受一对位于Ⅱ号同源染色体上的等位基因控 制。现欲利用以上两种果蝇研究有关果蝇灰体与黑 檀体性状的遗传特点（说明：控制果蝇灰体和黑檀 体的基因在常染色体上，所有果蝇均能正常繁殖存 活）。请设计一套杂交方案，同时研究以下两个问 题：问题一，研究果蝇灰体、黑檀体是否由一对等 位基因控制，并作出判断。问题二，研究控制灰体、 黑檀体的等位基因是否也位于第Ⅱ号同源染色体上， 并作出判断。
（1）杂交方案： ①选取_纯__种__长__翅__灰__体___和___纯__种__残__翅__黑__檀_两体亲本杂

思路
方法：用多只突变型和突变型杂交（若突变型雌雄 均有） 结果预测及结论：
• 若杂交后代出现了野生型，则为显性突变所致； • 若杂交后代仅出现突变型，则为隐性突变所致；
针对训练-1
针对训练-2
石刁柏（嫩茎俗称芦笋）是一种名贵蔬菜，为XY 型性别决 定的雌雄异株植物。野生型石刁柏叶窄，产量低。在某野生 种群中，发现生长着少数几株阔叶石刁柏，雌株、雄株均有， 若已证实阔叶为基因突变所致，有两种可能：一是显性突变， 二是隐性突变。请设计一个简单实验方案加以判定。（要求 写出杂交组合，杂交结果，得出结论）
未分离 • （4）答案一①用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株杂交 • I.宽叶红花与宽叶白花植株的比例为1:1 • II.宽叶红花与宽叶白花植株的比例为=2:1 • III.中宽叶红花与窄叶白花植株的比例为2:1 • 答案二①用该突变体与缺失一条2号染色体的宽叶白花植株杂交 • I.宽叶红花与宽叶白花植株的比例为3:1 • II.后代全部为宽叶红花植株 • III.宽叶红花与窄叶红花植株的比例为2:1
变式训练-3
补充
突变基因具体位置的判断 • （1）利用野生型的个体与缺失不同基因的
突变体比较，根据有无特定酶的活性判断 编码该酶的基因对应的位置。 • （2）将一缺失未知基因片段的突变株与已 知的缺失不同基因片段的突变株分别培养， 根据是否转化为野生型个体判断未知个体 的缺失基因对应的位置。
模型-4
遗传学相关实验设计
1.验证基因的分离定律和自由组合定律； 2.基因的位置和关系的判断； 3.判断生物性别 4.变异分析
模型-1
改变其生存的环境，看变异的性状能遗传 。
思路
方法：变异性状的雌性×变异性状的雄性（注意实 验在题目所给的正常条件下进行） 结果预测及结论： • ①若子代中出现变异性状，则该变异性状是可遗

若后代出现____矮__茎_____豌豆，则说明这株豌豆为杂合体。
解法二：
实验思路 ：让_ 该高茎豌豆与矮茎豌豆测交 _，观察 后代的表型 。 预期结果与结论 ：
若后代全部都是__高__茎___豌豆，则说明这株豌豆为纯合体； 若后代出现_____矮__茎____豌豆，则说明这株豌豆为杂合体。
二、判断显隐性的实验设计 方法：自交法或杂交法
情境一
方法：自交法或测交法或花粉鉴定法或单倍体育种法
现有多株豌豆植株，其中有一株为高茎豌豆（高茎对矮茎为完全显性），
我想知道它是纯合体还是杂合体，请同学们完善下列实验设计。
解法一：
实验思路 ：让_该高茎豌豆__自__交_____，观察 后代的表型
。
预期结果与结论 ：
若后代全部都是___高__茎__豌豆，则说明这株豌豆为纯合体；
➢ 验证性实验设计题的答题模板 ：
①实验思路 ：亲本表型，描述交配方式 (杂交、自交 、测交等)， 观察......。 ②预期结果并得出结论:
( 后代表型及分离 比......)，(结论)。
【真题再现】
(2022年全国乙卷 改编）某种植物的花色有白、红和紫三种，花的 颜色由花瓣中色素决定，色素的合成途径是：
高三生物二轮复习 微专题
遗传实验设计类题目之规范作答
壹 判断纯合体杂合体的实验设计 贰 判断显隐性的实验设计 叁 验证两大定律的实验设计
【真题再现】
(2022年全国乙卷）某种植物的花色有白、红和紫三种，花的颜色由 花瓣中色素决定，色素的合成途径是：
白色 酶1 红色 酶2 紫色
其中酶1的合成由基因A控制，酶2的合成由基因B控制，基因A和基因 B位于非同源染色体上（某紫花植株基因型为AaBb），回答下列问题。