遗传学实验设计诱变实验原理等

1、1 / 14诱变实验（设计性实验） 诱变实验（设计性实验）实验条件：野生型植株 实验条件： 实验目的：采用物理法、化学法、 实验目的：采用物理法、化学法、生物 法等多种实验手段， 法等多种实验手段，使果蝇发生诱发突 变，通过其遗传现象找出突变的规律和 特点。 特点。基本知识： 基本知识：物理诱变剂的种类常见的物理诱变剂是各种射线， 射线， 射线和中子， 常见的物理诱变剂是各种射线，如X射线，r射线和中子，此 射线 射线和中子 外还有紫外线和射线 射线。 外还有紫外线和 射线。 X射线：波长为 射线： 埃的电离射线， 射线 波长为1000100埃的电离射线，最早的诱变射线。 埃的电离射线 最早的

2、诱变射线。 r射线：一种波长更短的电离射线，波长 1埃，60CO和 射线： 射线 一种波长更短的电离射线，波长0.1 埃 137C 是目前应用最广的 射线源。 射线源。 S是目前应用最广的r射线源 中子：不带电粒子， 中子：不带电粒子，在加速器或核反应堆中得到能量范围极 广的中子。 广的中子。 射线：电子或正电子射线束，由32P和35S等放射性同位素直 射线： 射线 电子或正电子射线束， 和 等放射性同位素直 接发生。透过植物组织能力弱，但电离密度大。 接发生。透过植物组织能力弱，但电离密度大。当同位素溶 液进入组织和细胞后作为内照射产生诱变作用。 液进入组织和细胞后作为内照射产生诱变作用。诱

3、变机理 X射线和 射线都是能量较高的电磁波，能引起 射线和r射线都是能量较高的电磁波 射线和 射线都是能量较高的电磁波， 物质的电离。 物质的电离。当易受辐射敏感的部位受到射线 的撞击时，发生离子化，可以引起DNA链断裂， 链断裂， 的撞击时，发生离子化，可以引起 链断裂 当修复不能恢复到原状就会出现突变。 当修复不能恢复到原状就会出现突变。如果射 线击中染色体可导致断裂，修复时可造成缺失、 线击中染色体可导致断裂，修复时可造成缺失、 重复、倒位和易位等染色体畸变。中子不带电， 重复、倒位和易位等染色体畸变。中子不带电， 但当与生物体内的原子核撞击后， 但当与生物体内的原子核撞击后，使原子核变

4、 换产生r射线等能量交换，从而影响DNA和染 换产生 射线等能量交换，从而影响 和染 射线等能量交换 色体的改变。 色体的改变。诱变方法一般采用r圃 源为中心放置处理材料， 一般采用 圃，以60CO源为中心放置处理材料， 以材料与60CO源中心距离和照射时间来控制辐射 这种r圃对于诱变育种的应用不是十分合适的 圃对于诱变育种的应用不是十分合适的， 量。这种 圃对于诱变育种的应用不是十分合适的， 室进行处理。可处理植株、 一般设置小的60CO室进行处理。可处理植株、植 株的局部、处理种子或花粉。 株的局部、处理种子或花粉。处理花粉的优点是 产生突变不至于形成嵌合体， 产生突变不至于形成嵌合体，但

5、花粉的存活时间 短暂不易进行处理。但花粉离体培养结果表明， 短暂不易进行处理。但花粉离体培养结果表明， 玉米新鲜花粉可在常温下储存在液体石蜡油中 2.5h，对花粉活力没有影响。 ，对花粉活力没有影响。化学诱变剂种类早在1948年，Gustafsson等曾用芥子气处 年 早在 等曾用芥子气处 理大麦获得突变体。 理大麦获得突变体。1967年Nilan用硫酸二乙 年 用硫酸二乙 酯处理大麦种子育成了矮秆、 酯处理大麦种子育成了矮秆、高产品种 Luther。此后化学诱变剂的应用逐渐发展起 。 来。目前较公认的最有效和应用较多的是烷 化剂和叠氮化物两类。 化剂和叠氮化物两类。烷化剂中仍以甲基磺 酸乙酯

6、(EMS)、硫酸二乙酯 酸乙酯 、硫酸二乙酯(DES)和乙烯亚胺 和乙烯亚胺 (EI)等类型的化合物应用较多，叠氮化合物则 等类型的化合物应用较多， 等类型的化合物应用较多 研究和应用较多。 以叠氮化钠(NaN3 )研究和应用较多。 研究和应用较多 以叠氮化钠化学诱变剂诱变机理烷化剂 指具有烷化功能的化合物,带有一个或多个 指具有烷化功能的化合物 带有一个或多个 活性烷基,该烷基转移到一个电子密度较高的分 活性烷基 该烷基转移到一个电子密度较高的分 子上,可置换碱基中的氧原子 碱基被烷化后， 可置换碱基中的氧原子， 子上 可置换碱基中的氧原子，碱基被烷化后， DNA在复制时会导致配对错误，产生

7、突变。 在复制时会导致配对错误， 在复制时会导致配对错误 产生突变。 叠氮化钠 一种动植物的呼吸抑制剂， 一种动植物的呼吸抑制剂，可使复制中的 DNA的碱基发生替换，从而导致突变体的发生， 的碱基发生替换， 的碱基发生替换 从而导致突变体的发生， 是目前诱变率高而安全的一种诱变剂。 是目前诱变率高而安全的一种诱变剂。化学诱变剂的处理方法利用化学诱变剂处理种子较为普遍， 利用化学诱变剂处理种子较为普遍，其方 法是直接把种子浸泡在含有化学试剂的溶液中， 法是直接把种子浸泡在含有化学试剂的溶液中， 可以诱发各类体细胞突变。一般来说， 可以诱发各类体细胞突变。一般来说，玉米种 子的处理效果较差， 子的

8、处理效果较差，因为成熟的玉米籽粒胚中 具有分开的、已定型的雄花和雌穗原基细胞， 具有分开的、已定型的雄花和雌穗原基细胞， 并且在突变发生过程中容易产生细胞间的竞争， 并且在突变发生过程中容易产生细胞间的竞争， 使突变细胞受到抑制或消亡， 使突变细胞受到抑制或消亡，被排斥在生殖过 程之外。 程之外。化学诱变剂的处理方法用含有化学药剂的石蜡油处理玉米花粉是 目前已知的最有效的方法。 为例， 目前已知的最有效的方法。以EMS为例，具体 为例 的处理方法步骤如下：用EMS与轻质石蜡油混 的处理方法步骤如下： 与轻质石蜡油混 制备成浓度为0.1-0.2%EMS处理液；在适 处理液； 合，制备成浓度为 处

9、理液 当的时间，收集玉米新鲜花粉， 当的时间，收集玉米新鲜花粉，在一个带盖的 瓶中，把花粉与EMS处理液混合；最后用一把 处理液混合； 瓶中，把花粉与 处理液混合 小号毛刷， 小号毛刷，把被处理花粉涂到选好的雌穗花丝 上。化学诱变剂的特点有： 化学诱变剂的特点有：诱发突变率较高，而染色体畸变较少， 诱发突变率较高，而染色体畸变较少，并且诱 变范围广。 变范围广。 对处理材料损伤轻， 对处理材料损伤轻，有的化学诱变剂只限于 DNA的某些特定部位发生变异。 的某些特定部位发生变异。 的某些特定部位发生变异 大部分有效的化学诱变剂较物理诱变剂的生物 损伤大，容易引起生活力和可育性下降。 损伤大，容易

10、引起生活力和可育性下降。诱变育种的一般步骤处理材料的选择 诱变剂量的选择射线辐照自交系时， 用60CO-r射线辐照自交系时，剂量为 射线辐照自交系时 剂量为135-190Gy，辐照杂交种时，剂 ，辐照杂交种时， 量为200-320Gy为宜。 量为 为宜。 为宜 UV处理？分钟 处理？ 处理 浓度为宜。 化学诱变处理45分钟的条件下 在EMS化学诱变处理 分钟的条件下，以12103浓度为宜。 化学诱变处理 分钟的条件下， 叠氮化钠10g/ml 叠氮化钠M1、M2、M3突变性状与选择 、 、 突变性状与选择生科0801-02班 生科 班 遗传设计性实验值日安排 课外开放时间： 课外开放时间： 每天

11、早上6:307:30 每天早上 下午18:3019:30 下午 值日生姓名 电话 值班时间 月 日从突变材料中选出高产植株，为培育高产、优质、抗盐新品种，利用该植株进行的部 分杂交实验如下：杂交一： 杂交一： P： 非高产、优质、抗盐高产、非优质、不抗盐 P： 高产、非优质、不抗盐非高产、优质、抗盐 高产、优质、抗盐 高产、优质、抗盐 非高产、优质、抗盐 高产、非优质、抗盐 非高产、非优质、抗盐 高产、优质、不抗盐 高产、优质、不抗盐 非高产、优质、不抗盐 高产、非优质、不抗盐 非高产、非优质、不抗盐F1F1F29 3 3 1F29 3 3 1 控制高产、优质性状的从基因位于 对染色体上，在减

12、数分裂联会 期 （能、不能）配对。 遗传。 抗盐性状属于 （3）从突变植株中还获得了显性高蛋白株（纯合子） ，为验正该性状是否由一对基因控制， 请参与实验设计并完善实验方案： 步骤 l ：选择 和 杂交。 。 预期结果 步骤 2 : 。 预期结果 。 与 相符， 可证明该性状由一对基因控制。 观察实验结果， 进行统计分析： 如果 答案 (2） 两（或不同） 不能 细胞质（或母系） (3） 高 答案(l）诱变 蛋白（纯合）植株 低蛋白植株（或非高蛋白植株） 后代（或 F1）表现型都是高蛋白植 株 测交方案：用 F1 与低蛋白植株杂交 后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是 1：1 或自交方案： F1

13、 自交（或杂合高蛋白植株自交） 后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是 3 : 1 实验结果 预期结果 鉴定纯合体、杂合体的实验设育种过程的实验设计杂交 例题 例题1：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 a

14、abbdd 植株的时间，可采用什么方法？（写出方法的名称即可） 解析 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 aabbd

15、d 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，用三年时间可得到 aabbdd 基因型植株。 答案 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 、抗病（BB）的小麦 例题2：小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮杆（aa） 例题 新品种；马铃薯品

16、种是杂合体（有一对基因杂合即可称为杂合体） ，生产上通常用块茎繁殖，现 要选育黄肉（Yy） 、抗病（Rr）的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马 铃薯品种间杂交育种程序。 要求用遗传图解表示并简要说明。 （写出包括亲本在内的前三代即可） 。 答案 小麦 答案 (第一代) P AABBaabb 亲本杂交 (第二代) F1 AaBb 种植 F1 代，自交 (第三代) F2 A_B_，A_bb，aaB_，aabb F2 出现的九种基因型和四种表现型，种植 F2 代， 选矮杆、抗病（aaB_） ，继续自交，期望下代获得纯合体 马铃薯 (第一代) P yyRrYyrr 亲本杂交 (第二

17、代) F1 YyRr，yyRr，Yyrr，yyrr 种值，选黄肉，抗病（YyRr）用块茎繁殖 (第三代) F2 YyRr计 测交 （2）从突变材料中选出高产植株，为培育高产、优质、抗盐新品种，利用该植株进行的部 分杂交实验如下：杂交一： 杂交一： P： 非高产、优质、抗盐高产、非优质、不抗盐 P： 高产、非优质、不抗盐非高产、优质、抗盐 高产、优质、抗盐 高产、优质、抗盐 非高产、优质、抗盐 高产、非优质、抗盐 非高产、非优质、抗盐 高产、优质、不抗盐 高产、优质、不抗盐 非高产、优质、不抗盐 高产、非优质、不抗盐 非高产、非优质、不抗盐F1F1F29 3 3 1F29 3 3 1 控制高产、

18、优质性状的从基因位于 对染色体上，在减数分裂联会 期 （能、不能）配对。 遗传。 抗盐性状属于 （3）从突变植株中还获得了显性高蛋白株（纯合子） ，为验正该性状是否由一对基因控制， 请参与实验设计并完善实验方案： 步骤 l ：选择 和 杂交。 。 预期结果 步骤 2 : 。 预期结果 。 与 相符， 可证明该性状由一对基因控制。 观察实验结果， 进行统计分析： 如果 答案 (2） 两（或不同） 不能 细胞质（或母系） (3） 高 答案(l）诱变 蛋白（纯合）植株 低蛋白植株（或非高蛋白植株） 后代（或 F1）表现型都是高蛋白植 株 测交方案：用 F1 与低蛋白植株杂交 后代高蛋白植株和低蛋白植

19、株的比例是 1：1 或自交方案： F1 自交（或杂合高蛋白植株自交） 后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是 3 : 1 实验结果 预期结果 鉴定纯合体、杂合体的实验设计 测交：育种过程的实验设计杂交 例题 例题1：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

20、 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 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

21、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，用三年时间可得到 aabbdd 基因型植株。 答案 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 、抗病（BB）的小麦 例题2：小麦品种是纯合体，生产上用种子繁

22、殖，现要选育矮杆（aa） 例题 新品种；马铃薯品种是杂合体（有一对基因杂合即可称为杂合体） ，生产上通常用块茎繁殖，现 要选育黄肉（Yy） 、抗病（Rr）的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马 铃薯品种间杂交育种程序。 要求用遗传图解表示并简要说明。 （写出包括亲本在内的前三代即可） 。 答案 小麦 答案 (第一代) P AABBaabb 亲本杂交 (第二代) F1 AaBb 种植 F1 代，自交 (第三代) F2 A_B_，A_bb，aaB_，aabb F2 出现的九种基因型和四种表现型，种植 F2 代， 选矮杆、抗病（aaB_） ，继续自交，期望下代获得纯合体 马铃薯 (

23、第一代) P yyRrYyrr 亲本杂交 (第二代) F1 YyRr，yyRr，Yyrr，yyrr 种值，选黄肉，抗病（YyRr）用块茎繁殖 (第三代) F2 YyRr高山蔬菜的栽培是绿色食品生产较为有效的方法，有人选取高山上种植的豌豆的高 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 31，而是出现了高矮=351。分析产生这一现象的原因。 解析 同源四倍体减 解析出现上述现象的原因可能是豌豆杂合体染色体加倍形成了四倍体 DDdd。 数分裂产生配子时，其种类和比例为 DDDddd =141，从而造成雌雄配子随机结合后具有 dddd 纯合

24、基因型的个体占总数的 1/61/6=1/36，因此出现了高矮=351。为探究 F1 的基因 组成是否是四倍体，可用上述待测的 F1 与隐性亲本测交，记录测交结果。若测交后代性状分离 比为高矮=51，则说明 F1 染色体数目已加倍而成为四倍体。9（福建理综卷） 例题3： 福建理综卷）已知桃树中，树体乔化与矮化为一对相对性状（由等位基因 D、d 控制） ，蟠桃果形与圆桃果形为一对相对性状（由等位基因 H、h 控制） ，蟠桃对圆桃为显性。下 表是桃树两个杂交组合的实验统计数据： 亲本组合 后代的表现型及其他株数 组别 表现型 乔化蟠桃 乔化圆桃 矮化蟠桃 矮化圆桃 甲 乔化蟠桃矮化圆桃 41 0 0

25、 42 乙 乔化蟠桃乔化圆桃 30 13 0 14 （1）根据组别 的结果，可判断桃树树体的显性性状为 。 。 （2）甲组的两个亲本基因型分别为 （3）根据甲组的杂交结果可判断，上述两对相对性状的遗传不遵循自由组合定律。理由是： 如果这两对性状的遗传遵循自由组合定律， 则甲组的杂交后代应出现 种表现型， 比例应为 。 （4）桃树的蟠桃果形具有较高的观赏性。已知现有蟠桃树种均为杂合子，欲探究蟠桃是否存 在显性纯合致死现象（即 HH 个体无法存活） ，研究小组设计了以下遗传实验，请补充有关内容。 实验方案： ，分析比较子代的表现型及比例； ，则蟠桃存在显性纯合致死现象； 预期实验结果及结论：如果子

26、代 如果子代 ，则蟠桃不存在显性纯合致死现象。 解析 解析例表比较 甲 比例 亲本基因型 乙 比例 亲本基因型 乔化 41 1 43 3 Dddd DdDd 矮化 42 1 14 1 圆桃 42 1 27 1 Hhhh hhHh 蟠桃 41 1 30 1 由上表可知通过乙组判断乔化为显性矮化为隐性，两组亲本基因型为：甲 DdHhddhh 乙 DdHhDdhh 按基因自由组合定律来进行杂交： P DdHh ddhh DH dh Dh dH dh DdHh ddhh Ddhh ddHh 1: 1 : 1 :1 表现型应有四种且比例为 1：1：1：1，将蟠桃进行自交即可，子代出现性状分离，如果 HH

27、 个体死亡，则子代比应为 2：1 否则为 3：1 答案 乔化 （2）DdHh ddhh （3）四种 1: 1 : 1 :1 答案乙组 （4）蟠桃进行自交 蟠桃和圆桃比为 2：1 蟠桃和圆桃比为 3：1母性效应 说明母性效应是指子代某一性状的表现型由母本的核基因决定，而不受本身基因型的支 说明 配。 具有相对性状的亲本做正反交时， 如果子一代总是表现出母本的性状， 则可能是细胞质遗传， 也可能是母性效应。 例题 例题2：材料 l 桃果实表面光滑对有毛为显性。现将毛桃的雌蕊授以纯合光桃的花粉，该 雌蕊发育成的果实为毛桃，科学家研究发现果皮是由子房壁发育而成的，果皮（子房壁）是母体 的一部分，尽管毛

28、桃和光桃受核基因控制，但果实的表面光滑与否显现出来的是母本性状，即母 本基因型是毛桃，该果实一定是毛桃，但应该注意的是，科学家将子代（F1）种子种下后，所结 果实全是光桃，即表现出来的是 F1 的基因型所控制的性状。二、2纯合子、杂合子鉴定的实验设计 例 3 有一种雌雄异株的草本经济植物，属 XY 型性别决定，但雌株是性杂合子(即 XY)， 雄株是性纯合子(即 XX)。已知其叶片上的斑点是 X 染色体上的隐性基因(b)控制的。某园艺场 要通过杂交培育出一批在苗期就能识别雌雄的植株，则应选择： (1)表现型为 的植株作母本，其基因型为 。表现型为 的 植株作父本，其基因型为 。 (2)子代中表现

29、型为 的是雌株。子代中表现型为 的是雄株。 解析 要通过性状来判断性别，应用伴性遗传规律，即选择控制性状的基因在性染色体 上。题中已知，某植物为 XY 型性别决定，并且也已知控制叶片有斑点与无斑点这一相对性状 的基因位于 X 染色体上。不同于一般 XY 型性别决定的是：雌株是性杂合子，雄株是性纯合子。 B b B B B b 由题意可知：雌株基因型为 X Y、X Y，表现型为无斑点、有斑点。雄株基因型为 X X 、X X 、 b b X X ，表现型分别为无斑点、无斑点、有斑点。通过 6 个杂交组合的分析，可知要通过性状判 B b b b 断性别， 则应选无斑点的雌株(X Y)与有斑点的雄株(

30、X X )杂交， 这样在苗期表现为有斑点(X Y) B b 的则为雌株，表现为无斑点(X X )的则为雄株。要通过性状判断生物性别，在选择亲本时，只 要让具有同型性染色体(XX 或 ZZ)的个体表现型是隐性性状，具有异型性染色体(XY 或 ZW)的 个体表现型是显性性状即可。 这样在子代中具有同型性染色体(XX 或 ZZ)的个体表现型是显性， 具有异型性染色体(XY 或 ZW)的个体表现型是隐性性状。 B b b 答案 (1)无斑点 X Y 有斑点 X X (2)有斑点 无斑点 4基因在常染色体还是 X 染色体上的实验设计 例 6 一只雌鼠的一条染色体上某基因发生突变，使野生型变为突变型。该鼠

31、与野生型鼠 杂交，F1 的雌雄鼠中均既有野生型，又有突变型。假如仅通过一次杂交实验必须鉴别突变基因 是在常染色体上还是在 X 染色体上，F1 的杂交组合最好选择： 解析 (1)由条件可知，突变型是显性性状，野生型是隐性性状；该突变型雌鼠是杂合子， A a a 其基因型为 Aa 或 X X ，野生型雄复习资料的基因型为 aa 或 X Y。 (2)确定 F1 的基因型。 可见，不论基因位于常染色体还是 X 染色体上，F1 的雌雄鼠中既有野生型，又有突变型， 证明前面两点的推论是正确的。一种以地下茎繁殖为主的多年生野菊花，分别生长在海拔 10m、500m、1000m 处的 同一山坡上。在相应生长发育

32、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、1000m 处的野菊幼苗同时移栽于 10m 处。 m 处的野菊。 (2)实验对照：生长于(3)收集数据：第 2 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 处野菊株 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 10m 处野

33、 菊株高 。 解析 本题已知的信息是：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变矮，即 10m 处的高于 500m 处的，500m 的高于 1000m 处 的野菊株高。未知的是环境和遗传因素对野菊株高的影响，也即本实验要解决的问题。 确定实验的目的：不同海拔的野菊株高随海拔的增高而变矮，这种现象是环境的影响， 还是遗传因素的影响，或者二者共同作用的结果。从而明确实验研究的问题和最终要达到的 目的。 根据实验目的做出假设：(1)野菊株高的变化只受环境的影响；(2)野菊株高的变化只受 遗传因素的影响；(3)野菊株高的变化受环境和遗传因素共同影响。 实验

34、的结果应与对照组的实验现象进行对比分析，要确定观测的指标。本题是为验证环 境和遗传因素对野菊株高的影响，所以观测的指标应是野菊的株高。 在实施实验前，需要根据假设，对实验可能出现的结果进行预测。对于不同的假设，预 测不同的实验结果。预测结果得到实现，假设成立；预测结果没有出现，假设不成立，并对 结果加以说明、解释或评价；对预期以外的结果做出恰当的分析和说明。 假设一：野菊株高的变化只受环境因素的影响。那么当环境条件相同而遗传因素不同时， 野菊的株高也应相同，从海拔 500m、1000m 处移栽于 10m 处的野菊株高与原来海拔 10m 处的 野菊株高无显著差异。 假设二：野菊株高的变化只受遗传

35、因素的影响。那么不同海拔的野菊株高随海拔的增高 而变矮，就说明不同海拔处的野菊遗传因素不同；当遗传因素相同时，即使环境因素发生变 化，野菊的株高也应不变。因此在海拔 500m、1000m 处移栽于 10m 处的野菊株高与原海拔处 的野菊株高无显著差异。 假设三：野菊株高的变化受遗传和环境因素的共同影响。那么环境条件或遗传因素的不 同，都会导致野菊株高的不同。所以从海拔 100m、1000m 处移栽于 10m 处的野菊株高比原 10m 处的菊矮，比原海拔处高。 答案：(2)10m、500m、1000m (3)测量株高，记录数据 (4)与 10m 处野菊株高显著差异 与原海拔处(500m、1000

36、m)野菊株高无显著差异 比 10m 处矮，比原海拔处高来源:Zxxk.Com规律：生物性状既受基因的控制，又受环境的影响。当发生性状改变时，有可能是由基 因决定的，也有可能是由环境影响的。探究生物性状的改变是由基因的还是由环境的引起 的，需要改变其自下而上环境进行实验探究。 6育种过程的实验设计 例 4 小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品 种；马铃薯品种是杂合体(有一对基因杂合即可称为杂合体)，生产上通常用块茎繁殖，现要 选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃 薯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。 （写出包括亲本在内的前 3