实验设计论文：遗传实验设计与分析
遗传学在高中生物中占有至关重要的地位，尤其是遗传学实验更是高考的重要考点，以下就几个具体实例对遗传学部分所涉及的实验分类加以解析。
一、如何判断相对性状的显隐关系？
例1.采用下列哪一组方法，可以依次解决①—④中的遗传学问题。
①鉴定一只白羊是否纯种；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合度；④检验杂种f1的基因型。
a.杂交、自交、测交、测交
b.测交、杂交、自交、测交
c.测交、测交、杂交、自交
d.杂交、杂交、杂交、杂交
解析：该类问题是以显性性状和隐性性状的概念为背景的一类考题，重点考查对概念的理解和运用。
判断一生物个体是否纯种可选用测交或自交，但对于动物个体只能用测交的方法来加以判断。
连续自交能提高后代个体中纯合子的比例，达到纯化的目的。
答案b
知识升华：检验生物个体是否纯种，常用方法是测交，但物种不同，选用的方法也会有差别。
比如鉴定一批小麦种
子是否纯种，选用的简单方法是自交，而不是测交。
二、如何判断显性个体的基因型？
例题2.某研究性学习小组重复了孟德尔关于两对相对
性状的杂交实验．仅选取f2中的黄色圆粒豌豆种子（黄色、绿色分别由a、a控制，圆粒、皱粒分别由b、b控制）作实验材科，进行自身基因型鉴定。
这些种子籽粒饱满，长成的植株结实率高。
实验一组利用单倍体育种方法对部分种子进行基因型鉴定，实验二组选择另一种实验方案，对剩余种子进行基因型鉴定。
假若你是实验二组成员，请补充完善下列方案。
解析：题目中已给出课题名称：探究f2的基因型；本题强调的是仅用f2代的黄色圆粒种子作为实验材料，所以应考虑用自交的方式来进行基因型的鉴别。
有的学生用测交的方式来鉴定，超出了题目所给条件的范围；豌豆是严格的自花传粉的植物，并且是闭花传粉，无需套袋，任其自然传粉即可；根据后代的表现型及其比例来确定基因型。
答案：⑴探究f2中黄色豌豆的基因型
⑵根据f2黄色圆粒豌豆的自交后代的表现型种类及比例来推测亲本基因型。
⑶自然状态下进行自花授粉
①若自交后代全部为黄色圆粒豌豆，则f2黄色豌豆的
基因型为aabb。
②若自交后代出现黄圆、黄皱豌豆，并且其比例为3：1，则f2黄色豌豆的基因型为aabb。
③若自交后代出现黄圆、绿圆豌豆，并且其比例为3：1，则f2黄色豌豆的基因型为aabb
④若自交后代出现黄圆、绿圆、黄皱、绿皱豌豆，并且其比例为9：3：3：1，则其基因型为aabb
规律:当遇到的是两对以上的相对性状的遗传时，若要确定其基因型，要一对一对的分析，然后将每对性状的分析结果予以综合；即在基因分离的基础上再考虑自由组合定律。
在分析一对等位基因的遗传时要根据性状分离比来确定最后的基因型。
三、如何探究控制某性状的表达是受环境因素的影响还是由基因决定的？
例3.某植物为一种多年生草本植物，该植物生活在热带花色为红色，生活在温带花色为粉色，生活在寒带花色则为白色。
为检验环境和遗传因素对该植物花色的影响，请完成以下实验设计。
⑴实验处理：将生长在热带和寒带的该植物移栽到温带种植，保持其它条件。
实验对照：生长于_______环境中的该植物。
⑵收集数据：各组植物的花色
⑶预测支持下列假设的实验数据
假设一：该植物的花色变化只受环境因素的影响，实验结果是：移栽到温带的该植物_______。
假设二：该植物的花色变化只受遗传因素的影响，实验结果是：移栽到温带的该植物_______。
假设三：该植物的花色变化同时受遗传和环境因素的影响，实验结果是：移栽到温带的该植物_______。
解析:生物的性状受基因的控制和环境因素的影响。
若对某种生物改变环境条件其性状发生改变，与所在环境中的同种其它生物性状完全一致，则说明生物性状由环境因素决定；若生物的基因不相同，表现型不同，改变环境后性状仍不变，则说明生物的性状由基因决定；若某种生物的环境条件改变后，其表现型介于原环境和改变后环境的性状之间，则说明生物的性状由基因和环境因素共同控制。
答案：（1）热带、温带、寒带（缺一不得分）
（3）假设一：都为粉红色
假设二：与原环境颜色相同
假设三：移自热带的该植物的花色介于红色和粉色之间（或粉红色），移自寒带的该植物的花色介于白色和粉色之间（或浅粉色）
四、如何判断两对性状的遗传是否遵循基因自由组合定律？
例4.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"。
果蝇的灰身（b）和黑身（b）,长翅（v）和残翅（v）。
实验一：现有纯种的灰身长翅和黑身残翅果蝇，请你设计实验探究灰身、黑身和长翅、残翅蝇这两对性状的遗传是否符合基因自由组合定律。
第一步：取纯种的灰身长翅和黑身残翅果蝇杂交，得f1 第二步：___________________________________
第三步：统计后代表现型和比例
结果预测：如果
___________________________________
则符合基因的自由组合定律；反之不符合基因的自由组合定律。
规律：判断某一对遗传性状是否遵循分离定律或两对性状是否遵循自由组合定律时，一定要根据f2的表现型和比例来确定。
因为基因的分离定律和自由组合定律都发生在f1产生配子的过程中，所以，要想确定其遵循的遗传定律就必须从f2的表现型及比例中去发现。
答案：第二步：让f1与黑身残翅果蝇测杂（或让f1雌、雄个体之间互交）（杂交）
结果预测：后代出现四种表现型，灰身长翅、黑身长翅、灰身残翅、黑身残翅且个体数量比接1：1：1：1或9：3：3：1
知识升华：解答这类问题需要明确掌握自由组合定律的实质是指杂合体在进行减数分裂时，同源染色体分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
变式：用籽粒为有色饱满和无色皱缩的玉米杂交，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%。
请回答下列问题：
⑴上述每一对性状的遗传符合定律，为什么？
⑵上述两对性状的遗传是否符合自由组合定律？为什么？
⑶请作出关于上述两对性状遗传表现的假设。
⑷请设计另外一个实验来验证你的实验假设。
答案：⑴基因分离 f2代中每对相对性状的显隐性之比都为3：1。
⑵不符合，因为两对相对性状在f2代中的4种表现型比例不符合9：3：3：1的比例关系。
⑶控制玉米的籽粒有色于无色、饱满与皱缩的两队等位基因分别位于两对同源染色体上。