如何设计生物遗传实验方案。举几个例子极做此类问题的思路
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如何设计生物遗传实验方案。举几个例子极做此类问题的思路
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回答：级别：六年级 23:00:56来自：重庆市
实验的步骤中应表述的要点
实验变量：也称为自变量，指实验中由实验者所操纵的因素或条件。
反应变量：亦称因变量，指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。
通常，实验变量是原因，反应变量是结果，二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。
无关变量：指实验中除实验变量以外的影响实验结果的因素或条件。
首先给实验材料编号分组分组，确立实验组和对照组：
⑴操纵实验变量的方法
设法给研究对象施加干扰，造成研究对象的变化，从而使研究对象在被干扰状态中反映出某些特征、暴露出某种现象和属性。
⑵控制无关变量的方法
1、排除因实验对象个体差异带来的影响。
------生长状况一致、随机分组
2、设法创造稳定的、维持不变的相同条件进行对照，以抵消或排除这些条件对实验对象的干扰。
-------设置对照组
3、设法提供适宜条件，以排除不利环境条件对实验对象的影响。
4、重复实验，排除偶然性，减少实验误差。
⑶观察和测量反应变量的方法
1、反应变量类型：
①观察特异颜色变化、沉淀反应
②观察形态结构、生理特征变化
③测量生长发育速度
④测量生化反应速度
根据实验原理和实验条件确定观察和测量的指标及方法。
注意：每组多个材料时要有平均值；有时在施加实验变量前要有前测。
常规实验步骤的几个方面
①分组与编号
②施加实验变量
③控制无关变量
结果处理（观测与记录）
要分步描述并加以编号（一般不宜连续描述）；
实验中涉及到两组或两组以上，所用器材需用1、2、3……或A、B、C……等加以编号便于区分；
在量上难以做到准确的量化描述，应尽可能用“定性”的语言表达，如“一段时间”、“适宜的温度”、“适量的”、“一定量的”等；
叙说中尽量要用规范的实验术语，不能用俗语口语，如：“盖玻片”不能说是“薄的玻璃片”，“等量的”不宜说成“一样多的”，“振荡”不宜说成“晃动”“摇动”，“不变蓝”不等于“无色”或“没有颜色变化”，“褪色”说成“无色”，另外“不变”也不能说成“无现象”等等。
确定是验证性实验还是探究性实验
一般在题干中有“验证……”、“证明……”、“探究……”，其后内容就是实验的目的。
（1）确定实验目的、实验原理
（2）找出单一变量，确定对照组和实验组的设置，无关变量如何控制
（3）设计合理的实验装置
（4）设计实验步骤：
5.1材料的预先处理（如材料是要用液体，但题目中给的是固体材料；如溶液的配置和浓度的设置）
5.2实验的前测（如生理实验中需要对实验前的材料进行生理指标的测量等）
5.3给相同的实验器材（或实验材料）编号或分组A、B、C或1、2、3；
5.4根据实验要求加入（等量；生理条件一致或其他等同条件的语句）实验材料，说明A为对照组，B、C为实验组
5.5确定单一变量的设置，同时确保其他培养实验条件一致（如实验试剂的成分体积等量，实验器具大小型号相同，处理方法相同等；排除其他无关变量），实验时间多少，观测哪些具体指标
5.6实验结果的处理（如观测的现象是什么，是否需要统计即对数据的整理，是否需要将数据转化为图表或图象，设计表格等）
结果的分析（对应验证实验和探究实验）
验证性实验
如“验证……”、“证明……”都可预测到与实验目的一致的结果。
探究性实验如“探究……”预测的实验结果不惟一，大多有三种可能：变量促进结果；变量抑制结果；变量与结果无关
实验方案评价和修订的方法
实验评价就是利用已有的生物学知识，从实验取材、药品试剂、步骤及操作、结果及预测等进行评价，从而正确解答有关内容。对实验方案评价时，要注意从以下几方面入手：
（1）实验原理是否正确
（2）药品和试剂的使用是否正确；
（3）实验材料的选择是否正确
（4）有无对照，如果有看对照设计是否合理
（5）实验步骤是否科学
（实验是否遵循了单一变量原则；是否漏做某个实验步骤；操作步骤是否颠倒；操作方法是否正确。）
（6）是否采取正确的方法进行实验结果的呈现和记录
（7）对实验结果的预测与分析是否合理
（8）实验的安全性如何
生物答题中，先要认真研究课题，找出其中的实验变量和反应变量，其次是构思实验变量的控制方法和实验结果的捕获手段，最后再选择适宜的实验材料，在注意实验步骤关联性的前提下表达实验的方法步骤。在实验方法和步骤设计中最重要的是把握好变量控制。高中生物遗传学实验设计考点归类例析
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考点1：相对性状显隐性关系确定的实验设计
例1（2005全国卷Ⅰ）已知牛的有角与无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因A与a控制。在自由放养多年的一群牛中(无角的基因频率与有角的基因频率相等)，随机选出1头无角公牛和6头有角母牛，分别交配，每头母牛只产了1头小牛。在6头小牛中，3头有角，3头无角。
(1)根据上述结果能否确定这对相对性状中的显性性状?请简要说明推断过程。
(2)为了确定有角与无角这对相对性状的显隐性关系，用上述自由放养的牛群(假设无突变发生)为实验材
料，再进行新的杂交实验，应该怎样进行?(简要写出杂交组合、预期结果并得出结论)
[解析]这是一道考查综合分析、推理能力的开放性实验题型。根据题意分析可知，有角和无角是一对相对性状，是由一对等位基因控制的，遵循基因的分离定律，要鉴定有角与无角之间的显隐性关系，可通过杂交的后代是否发生性状分离来加以分析确定（植物还可以通过自交的方法）。
(1) 假设无角为显性，则公牛的基因型为Aa，6头母牛的基因型都为aa，按每头母牛只产了1头小牛计算，每个交配组合的后代为有角或为无角，概率各占1/2，所以6个组合后代合计很可能会出现3头无角小牛，3头有角小牛的情况 。假设有角为显性，则公牛的基因型为aa，6头母牛可能有两种基因型，即A A和Aa。A A的后代均为有角，Aa的后代或为无角或为有角，概率各占1/2，由于配子的随机结合及后代数量少，实际分离比例可能偏离1/2。所以，只要母牛中具有Aa基因型的头数大于或等于3头，那么6个组合后代合计也很可能会出现3头无角小牛，3头有角小牛的情况。综合上述分析，此杂交结果不能确定有角为显性，还是无角为显性。
(2)从牛群中选择多对有角牛与有角牛杂交(有角牛×有角牛)，如果后代出现无角小牛，也就是说，杂交亲本中没有“无角性状”，而后代出现了“无角性状”，即无中生有，则可以确定有角（或亲本性状）为显性，无角（或新性状）为隐性；从牛群中选择多对有角牛与有角牛杂交(有角牛×有角牛)，如果后代没有出现性状分离即全部为有角小牛，则有角为隐性，无角为显性。但如果从牛群中选择2对或几对有角牛与有角牛杂交，后代没有出现性状分离，能不能判断有角一定为隐性性状呢？答案是否定的，因为全部纯合显性的几对有角牛杂交或几对纯合显性有角牛与杂合子杂交，后代也没有出现性状分离。由此看来，许多考生解这类题型时由于没有特别注意“一对、几对”和“多对”的区别、“限制性群体”和“自由群体” 的区别，造成此题失分的主要原因。
答案见上述分析，第2问还可以从牛群中选择“多对有角牛与有角牛杂交”得到另一答案。
考点2：纯合体、杂合体鉴定的实验设计
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。可以直接用红眼果蝇与白眼果蝇交配，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。
考点3：根据某一性状辨别生物雌雄的实验设计
例3（2001年上海高考变式题）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。
考点4：育种过程的实验设计
例4（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
（3）单倍体育种技术
该回答在 23:31:52由回答者修改过
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