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遗传变异实验设计总结归类
一： 相对性状中显隐性判断：
方法一：杂交方式：一对相对性状的亲本杂交，若后代只表现一个性状，则出现的即为显性性状。未出现的即为隐性性状。
方法二：自交的方式：一对相同性状的亲本自交，若能发生性状分离的亲本性状一定为显性，不能发生性状分离的无法确定，可为隐性性状也可为显性纯合子。
例1：）石刀板是一种名贵蔬菜，为XY型性别决定、雌雄异株植物。野生型石刀板叶窄，产量低。在某野生种群中，发现生长着少数几株阔叶石刀板（突变型），雌株、雄株均有。
（1）石刀板雄株的产量高于雌株，有人从提高经济效益的角度考虑设计了两种获得大量雄株的方案：
方案一：
方案二：
①两种方案中进行组织培养的材料A和B分别是______________、_____________。
②试分析方案二中如何由C、D获得大量XY植株？____________________________
_____________________________________________________________________。
（2）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）
（3）有人认为阔叶突变型可能是基因突变或具有多倍体特点的缘故。你如何用实验方法来鉴定突变型的出现是基因突变所致，还是染色体组加倍所致？
（4）若已证实阔叶为基因突变所致，并且为显性突变，请你设计一个简单实验方案证明突变基因位于X染色体上还是常染色体上。
（要求写出杂合组合，杂交结果，得出结论）
（5）野生石刀板种群历经百年，窄叶基因频率由９８％变为１０％，则石刀板是否已发生了生物的进化？并说明原因。
（6）同为突变型的阔叶石刁柏，其雄株的产量与质量都超过雌株，请你从提高经济效益的角度考虑提出两种合理的育种方案(用图解表示)。
二：显性纯合子和杂合子的判断
方法一：自交的方式，让某显性性状的个体进行自交，若能后代能发生性状分离则亲本一定为杂合子，若后代无性状分离，则可能为纯合子。此法适合于植物，不适合于动物，而且是最简便的方法。
方法二：测交的方式：让待测个体与隐性类型测交，若后代出现隐性类型，则一定为杂合体，若后代只有显性性状个体，则可能为纯合体。待测对象若为雄性动物，注意与多个隐性雌性个体交配，以使后代产生更多的个体，使结果更有说服力。
方法三：用花药离体培养形成单倍体植株并用秋水仙素处理加倍后获得的杆株为纯合体。
例2：1、用最简易的方法鉴定高杆小麦是纯种还是杂种？（自交）2、在一个配种季节里鉴定一匹栗色雄马是否是纯种？（让该马与多匹白色雌马交配）
三：细胞质遗传与细胞核遗传的鉴定
用一对相对性状的亲本进行正反交，若子一代结果不一致，总表现出母本性状，则为细胞质遗传，若子一代结果相同，则为细胞核遗传。（不过要特别注意的是被子植物胚乳性状的遗传：正反交结果不同，）
例3：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朐质遗传还是细胞核遗传。用图解和简洁的语言回答(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。
四：细胞核遗传中常染色体遗传与性染色体遗传的鉴定
（一）常染色体与性染色体遗传判定：方法一：采用正反交方式：一对相对性状的亲本进行正交和反交，若子一代结果相同，则为常染色体遗传，若子一代结果不同，则为性染色体遗传。
方法二：知道显隐性，用一杂交组合方式：父本选择显性性状，母本选择隐性性状，若子一代雄性个体全为隐性，雌性个体全为显性，则为X染色体遗传，若子一代性状表现无性别差异，则为常染色体遗传。
（二）判断基因位于XY的同源区段还是仅位于X染色体上的实验设计（知道显隐性）
(1)实验设计：隐性的纯合雌性×显性的纯合雄性。
(2)结果预测及结论：
A.若子代中的个体全表现为显性性状，则基因位于XY的同源区段。
♀XaXa×♂XAYA→XAXa、 XaYA
B.若子代中雌性全表现为显性性状，雄性全表现为隐性性状，则基因位于X染色体上。
♀XaXa×♂XAY→XAXa、 XaY
（三）判断基因位于常染色体上还是位于XY的同源区段的实验设计
（1)实验设计：隐性的纯合雌性与显性的纯合雄性杂交获得的F1全表现为显性性状，再选子代中的雌雄个体杂交获得F2，观察F2表现型情况。
(2)结果预测及结论：
A.若F2雌雄个体中都有显性性状和隐性性状出现，则该基因位于常染色体。
P :♀aa×♂AA→F1:Aa F1 :♀Aa×♂Aa→F2:AA、Aa、aa
B.若F2中雄性个体全表现为显性性状，雌性个体中既有显性性状又有隐性性状，且各占1/2，
则该基因位于XY的同源区段上。
P: ♀XaXa×♂XAYA→F1：XAXa、XaYA
F1:♀XAXa×♂XaYA→F2: XAXa、 XaXa 、XAYA 、XaYA
C.若F2中雌性个体全表现为显性性状，雄性个体中既有显性性状又有隐性性状，且各占1/2，
则该基因位于XY的同源区段上。（适用隐性的纯合雄性与显性的纯合雌性杂交）
例4：在上述例1中若已证实阔叶为显性突变所致，突变基因可能位于常染色体上，还有可能位于X染色体上。请你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）
五：可遗传的变异与不遗传的变异的鉴定
不可遗传的变异由环境改变（如水、肥、营养、气候等）引起生物产生变异，其遗传物质并没有发生变化，当环境换到原来环境时，性状又可以恢复，用改变环境的方法可区分是可遗传变异还是不可遗传变异。
例5：一种以地下茎繁殖为主的多年生野菊分别生长在海拔10m、500m 和1000m的同一山坡上。在相应生长发育阶段，同一海拔的野菊株高无显著差异，但不同海拔的野菊株高随海拔的增高而显著变矮。为检验环境和遗传因素对野菊株高的影响，请完成以下实验设计。
（1） 实验处理：春天，将海拔500m 和1000m 处的野菊幼芽同时移栽于是10m 处。
（2） 实验对照：生长于 m处的野菊。
（3） 收集数据：第二年秋天
（4） 预测支持下列假设的实验结果：
假设一：野菊株高的变化只受环境因素的影响，实验结果是：移栽至10m处的野菊株高

假设二：野菊株高的变化只受遗传因素的影响，实验结果是：移栽至10m处的野菊高

假设三：野菊株高的变化受遗传和环境因素的共同影响，实验结果是：移栽至于10m 处的野菊株高
六：判断基因突变和染色体变异
用显微观察法：观察处于有丝分裂中期的染色体的形态和数目。
例6：在上述例1中有人认为阔叶突变型株是具有杂种优势或具有多倍体的特点的原故，请你设计一个简单实验来鉴定突变型的出现是基因突变所致，还是染色体组加倍所致？
七：育种设计
方法一：杂交育种：可将不同个体的优良性状集中于一个个体上。常用亲本杂交---自交---选种----自交。
例7：小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮杆（aa），抗病（BB）的小麦新品种。设计小麦品种间杂交育种程序，要求用遗传图解表示并加以简要说明。
方法二：单倍体育种：可明显地缩短育种年限，常用花药的离体培养，然后再诱导染色体加倍。
例8：某科学家发现，有些亚麻变种对不同的亚麻锈菌有不同的专一抗性。例如，亚麻变种770B对锈菌24有抗性，但对锈菌22是敏感的；另一亚魔术变种Bomday对锈菌22有抗性，但对锈菌24敏感。假设亚麻变种对锈菌24及锈菌22是否有抗性分别由基因A、a和B、b控制。该科学家用“770B”与“Bomday”杂交，发现杂种对锈24、22都有抗性，而F1自交后得到的F2的表现型及数量如下表：
F2表现型
对锈菌22、24都有抗性
对锈菌22有抗性，对24 敏感
对锈菌24有抗性，对22敏感
对锈菌22
24都敏感
F2个体数
110
32
43
9
（1）该实验结果表明，控制这现两对相对性状的基因分别位于细胞核内 上，按
定律遗传。
（2）如果利用F1作材料快速选育对两种锈菌都有抗性的纯种亚麻用于扩大生产，请简要写出育种程序：
（3）符合育种要求的个体所具有的基因型是： ，如何鉴定所选育的亚麻纯种对两种锈病均有抗性？
八：自由组合规律的判断：
两亲本杂交后代出现9：3：3：1；3：3：1：1； 1：1：1：1等比例即可确定为符合自由组合规律。
例9：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代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）上壕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），并写出可能的实验结果及相应结论。

例10、果蝇是遗传学的经典实验材料。果蝇中的长翅与残翅、红眼和白眼、灰身与黑身为三对相对性状（设翅型基因为A、a，眼色基因为B、b，体色基因为H、h）。现有两只果蝇交配，后代的表现型及比例如下表。请分析回答：
表现型
红眼长翅
红眼残翅
白眼长翅
白眼残翅
雌果蝇
3
1
0
0
雄果蝇
3
1
3
1
（1）子代红眼长翅的雌果蝇中，纯合子与杂合子的比例为____________。
（2）上述翅型与眼色这两对相对性状的遗传，遵循什么遗传定律？________。请说出你的判断理由___________________________________________
九、表型模拟的实验设计
环境条件的改变，有时会导致表现型的改变。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拟。表型模拟的性状是不能遗传的。因为其遗传物质并没有发生改变。
例11 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。
反馈训练：1、某雌雄异株的植物，其性别决定方式为XY型。右图为其性染色体简图，
X和Y染色体有一部分是同源区段（图中I片段），该部分基因互为等位，在
X和Y上都有，另一部分是非同源区段（图中的II—1，II—2片段），该部分基因不互为等位，只在X或Y上有。在研究中发现，自然界中该种植物的雌、雄植株均为纯种高杆。
⑴由题目信息可知，控制高杆的基因不可能位于图中的____ 片段。
⑵该植株在减数分裂形成配子过程中，不可能通过互换发生基因重组的是图中的________ 片段。
⑶育种专家用理化方法对高杆植株进行人工诱变处理，在其后代中发现了个别矮杆植株(雌、雄株都有)，突变体究竟是显性突变(d→D)，还是隐性突变(D→d)呢？请你利用杂交实验进行鉴定，并作出相应的推断。
① 杂交方案：

②结果推断：
2、一只雌果蝇的某基因发生突变，使野生型变为突变型，该蝇与野生型蝇杂交，F1的雌雄果蝇中均有野生型和突变型。假如仅通过一次杂交实验必须鉴别出突变基因是在常染色体上还是在X染色体上，那么该杂交组合最好选择（ D ）
A、野生型（♀）×野生型（♂） B、突变型（♀）×野生型（♂）
C、突变型（♀）×突变型（♂） D、野生型（♀）×突变型（♂）
3、

上图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径。其中苯丙酮尿症是由于苯丙氨酸代谢异常造成苯丙酮酸在血液中大量积累，使患者尿液中苯丙酮酸含量远高于正常人；尿黑酸症是由于尿黑酸在人体中积累使人尿液中含有尿黑酸，请根据图示回答下列问题。窗体顶端

（1）导致苯丙酮尿症的直接原因是由于患者的体细胞中缺少　 　，致使体内的苯丙氨酸不能沿正常途径转变为酪氨酸，只能转变为苯丙酮酸。苯丙酮酸在体内积累过多就会对婴儿的
　 　造成不同程度的损害，使智力低下，且患者尿味异样。
（2）如果一对患白化病的夫妻（酶1基因均正常）生了8个小孩都是正常的，最可能的根本原因是 。由此可见，基因与性状间并非简单的线性关系。
（3）若在其它条件均正常的情况下，直接缺少酶③会使人患 症。
（4）从以上实例可以看出，基因通过控制　　 　来控制　　 　　，进而控制生物体的性状。
（5）缺少酶①一定会同时患苯丙酮尿症、尿黑酸和白化病，你认为是否正确，并说明理由
十、显性突变和隐性突变的判断：
用多株突变型的雄性与雌性相交，收获较多的后代，若后代只有突变型，说明是隐性突变，若后代既有隐性突变又有显性突变，则说明是显性突变。（若是雌雄同株花，则用多株突变型的自交观察后代表现型）。
参考答案：
例1、（1）雄株组织（2分）；雄株花药（花粉）（2分）；
用C（XX植株）与D（YY植株）杂交可获得大量的XY雄株（2分）
（2）选用多株阔叶突变型石刀板雌、雄相交(2分)。若杂交后代出现了野生型，则为显性突变所致(2分)，若杂交后代仅出现突变型，则为隐性突变所致(2分)。
（3）取根尖分生区制成装片（2分），显微观察有丝分裂中期细胞内同源染色体数目．若观察到同源染色体增倍，则属染色体组加倍所致（2分）； 否则为基因突变所致。（2分）
（4）选用多对野生型雌性植株与突变型雄性植株作为亲本杂交（2分）；若杂交后代野生型全为雄株，突变型全为雌株，则这对基因位于Ｘ染色体上（2分）；若杂交后代，野生型和突变型雌、雄均有．则这对基因位于常染色体。（2分）
（5）已进化，生物的进化的实质在于种群基因频率的改变。（2分）
（6）(4)方案一：可利用植物细胞的全能性进行植物组织培养(可用以下图解表示)

方案二：可利用单倍体育种获得纯合的XX植株和YY植株，再让其杂交产生大量的雄株
(5)已进化。生物进化的实质在于种群基因频率的定向改变。（窄叶性状不利于生存，在自然选择的作用下，具有窄叶性状的植株被淘汰，故窄叶基因频率低。没有形成新物种。因为没有生殖隔离。

例3、(1)

若正交与反交产生的F1的性状表现都与母本相同，则该花色的遗传为细胞质遗传；若正交与反交产生的F1的性状表现与母本无关，表现为红花或白花的一种，则该花色的遗传为细胞核遗传
(2)3红:1白或3白:1红
例4、选用多对野生型雌性植株与突变型雄性植株作为亲本杂交。若杂交后代野生型全为雄株，突变型全为雌株，则这对基因位于X染色体上；若杂交后代野生型和突变型雌、雄均有，则这对基因位于常染色体上。
例5、(2)10m、500m、1000m；(3)测量株高，记录数据；(4)与10m处野菊株高无显著差异；与原海拔处(500m、1000m)野菊株高无显著差异；原海拔(500m、1000m)移栽后，比10m处矮，比原海拔处高。
例6、取根尖分生区制成装片，显微观察有丝分裂中期细胞内同源染色体数目。若观察到同源染色体增倍，则属染色体组加倍所致；否则为基因突变所致。
例7、；

例8、 ①两对非同源染色体 孟德尔遗传规律
② 获取F1的花粉粒采用花药离体培养法得到单倍体幼苗，对幼苗用秋水仙素处理得
到纯合的二倍体植株，表现型符合的即可。
③AABB 用相应病菌感染所选育的亚麻观察是否出现病症如果是不出现病状即可。
方法三：多倍体育种：秋水仙素处理萌发的种子、幼苗。如三倍体无子西瓜，八倍体小黑麦
方法四：人工诱变育种：包括辐射诱变、激光诱变、作物空间技术育种。如青霉素高产菌株。可以提高变异的频率，加快育种进程，或大幅度地改良某些品种，但有利变异少，须大量处理实验材料。
方法五：基因工程育种：利用转基因技术将目的基因引入到生物体内，培育新品种。打破物种界限，定向改变生物的性状。如产生人胰岛素的大杆菌，抗虫棉的培育
方法六：细胞融合技术育种：让不同生物细胞原生质融合，同种生物可融合为多倍体。能按照人们的意愿改变细胞内遗传物质或者获得细胞产品且克服远源杂交不亲和的障碍。
方法七：细胞核移植技术：将具备所需性状的体细胞核移植到去核卵中，可改良动物品种或保护濒危物种。如克隆
例9、（1）基因的分离
（2）不符合。因为玉米粒色和粒形的每一对相对性状的分离比为3∶1，两对性状综合考虑，如果符合自由组合定律，F1自交后代分离比应符合9∶3∶3∶1
（3）（方案一）①纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米进行杂交，获得F1代
②取F1植株与无色皱缩的玉米进行测交
③收获杂交后代种子并统计不同表现型的数量比例。如四种表现型比例符合1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律。若四种表现型比例不符合1∶1∶1∶1，则不符合自由组合定律
（方案二）①纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米进行杂交，获得F1代
②取F1植株的花粉进行植物组织培养，获得单倍体植株幼苗；再用秋水仙素处理幼苗
③收获种子并统计不同表现型的数量比例。如四种表现型比例符合1∶1∶1∶1，则符合自由定律。若四种表现型比例不符合1∶1∶1∶1，则不符合自由组合定律。
（方案三）①纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米进行杂交，获得F1代
②取F1植株自交
③收获自交后代种子并统计不同表现型的数量比例。如四种表现型比例符合9∶3∶3∶1，则符合自由组合定律。若四种表现型比例不符合9∶3∶3∶1，则不符合自由组合定律。
例10、（1）1：5（2分） （2）基因的自由组合定律（2分）
控制眼色的基因位于X染色体上，控制翅形的基因位于常染色体上（2分）
例11、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。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。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；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。
反馈1、（1）II—1 （2）II—1和II—2 （3）选用多株矮杆雄株和高杆雌株杂交，观察F1的表现型。
如果F1的表现型均为高杆，则为隐性突变。如果F1的表现型出现矮杆，则为显性突变。
反馈3、（1））酶 神经系统（2）这对夫妻分别缺少酶基因⑤和酶基因⑥ （3）尿黑酸
（4）酶的合成，代谢过程。
（5）不正确。体内虽然不能由苯丙氨酸转化成酪氨酸，但酪氨酸仍可以从食物中获取或由其他途径转化而来，因此，缺乏酶①不会导致白化病或尿黑酸症

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