醫學細胞與遺傳學實驗教程

A. 醫學細胞生物學前景和發展趨勢實驗報告

80年代有遠見的生物學家把分子生物學（包括分子遺傳學）、細胞生物學、神經生物學與生態學列為當前生物科學的四大基礎學科，無疑是正確地反映了現代生命科學的總趨勢。遺傳學（主要是分子遺傳學）不僅當前是生物科學的帶頭學科，在今後多年還將保持其在生命科學中的核心作用。

有些科學家早就預測到，由於分子生物學、細胞生物學與遺傳學的結合，必然促進發育生物學的蓬勃發展，從而提出發育生物學將成為21世紀生命科學的「新主人」，這種預測已逐漸變為現實。

分子生物學（包括分子遺傳學）在生命科學中的主流地位，以及它在推動整個生命科學發展中所起的巨大作用是無可爭辯的。細胞是生命活動基本的結構與功能單位，細胞生物學作為生物科學的基礎學科地位必須給予重視。

很多生物科學家認為神經科學或腦科學的崛起將代表著生命科學發展的下一個高峰，然後將促進認知科學與行為科學的興起。

生態學可能是最直接為人類生存環境服務，井對國民經濟持續與協調發展起重要作用的學科。

A.分子生物學

分子生物學是在分子水平上研究生命現象本質與規律的學科。核酸與蛋白質（有人認為還有糖）是生命的最基本物質，因此核酸與蛋白質結構與功能的研究今後仍然是分子生物學研究的主要內容。蛋白質是生命活動的主要承擔者，幾乎一切生命活動都要依靠蛋白質（包括酶）來進行。蛋白質分子結構與功能的研究除了要闡明由氨基酸形成的並有一定順序的肽鏈結構外，今後將特別重視肽鏈拆疊成的特定的三維空間結構，因為蛋白質生物功能與它的空間構型關系極為密切，核酸是遺傳信息的攜帶者與傳遞者，遺傳信息由DNA～RNA一蛋白質的傳遞過程，稱為遺傳信息傳遞的「中心法則」，是分子生物學（分子遺傳學）研究的核心。其基本問題己比較清楚，當前研究的重點是：

①約經10一15年，人類基因組30億個鹼基對全序列（遺傳密碼）可以測出，這是具有里程碑意義的工作；

②真核生物基因表達過程在各層次上調節的研究仍然是今後相當長一段時間的任務。 分子生物學的概念、方法與技術和各學科的滲透，正在形成很多新的學科，諸如分子遺傳學、細胞分子生物學、神經分子生物學、分子分類學、分子葯理學與分子病理學等等。因此分子生物學在生命科學中的主導作用還將要持續下去。

B.遺傳學

遺傳學比分子生物學更具有自己獨立的學科體系。但現代遺傳學與分子生物學是不可分割、相互交叉的兩個學科，且很難截然分開。

有些著名的遺傳學家把遺傳學概括稱為基因學，因為現代遺傳學主要是研究生物體遺傳信息傳遞與表達的學科。基因攜帶的信息是由基因的結構所決定，信息的表達是由基因的功能實現的，因此遺傳學研究的是基因的結構與功能。從遺傳學的角度看，所有生命現象的機制，追根究底都會與基因的結構與功能相關。因此遺傳學在今後較長時間仍然是生命科學的核心學科和推動力。

有人估計人體細胞內約有10萬個基因，迄今弄清楚的不到5％，所以與重要生命活動有關與疾病有關的新基因的發現與闡明將是今後幾十年的重要任務。

C.細胞生物學

著名生物學家威爾遜（Wilson）早在20世紀20年代就提出一句名言「一切生物學關鍵問題必須在細胞中找尋」，至今還有著很深的內涵。魏斯曼與摩爾根都曾先後試圖在細胞研究的基礎上建立遺傳、發育與進化統一的理論，雖然當時沒有找到具體解決的途徑，但關於細胞的知識在生物科學中的重要性是顯而易見的。細胞是一切生命活動結構與功能的基本單位，細胞生物學是研究細胞生命活動基本規律的科學，細胞的結構。細胞代謝、細胞遺傳、細胞的增殖與分化，細胞信息的傳遞與細胞的通訊等是細胞生物學主要研究內容。雖然今後細胞生物學研究的內容是全方位的，但概括起來可能是兩個基本點：

一是基因與基因產物如何控制細胞的重要生命活動，如生長、增殖、分化與衰老等，在此要涉及到一個全新的問題，細胞內外信號如何傳遞；二是基因產物一一蛋白質分子與其他生物分子如何構建與裝配成細胞的結構，並行使細胞的有序的生命活動。

今後20多年，以下一些問題可望取得重要進展與突破：

①遺傳信息的儲存、復制與表達的主要執行者——染色體的結構與功能可能在不同的結構層次上得到闡明。

②細胞骨架（包括核骨架與染色體骨架）的研究將得到全方位的進展。

③細胞生物學與分子生物學

B. 醫學遺傳學的全國高等醫學院校教材

書名:醫學遺傳學/5年制全國高等醫學院校教材
ISBN:754390656
作者:張咸寧 劉永章 黃辰 霍滿鵬
出版社:北京藍色暢想圖書發行有限公司(原高教)
定價:28
頁數:0
出版日期:2004-1-1
版次:
開本:大32開
包裝:平裝 醫學遺傳學是醫學領域中發展很快的帶頭學科之一，尤其是在人類基因組計劃的推動下，獲得了飛速的發展。遺傳病的種類已認識到6000餘種，它對人類健康的影響顯得日益重要。基因的分離、克隆，基因診斷、基因治療不僅在實驗室內實施，也均已涉及臨床應用。
在我國各醫學院校的醫學教育計劃中，醫學遺傳學也已列為一門必修課或必選課。然而，在已有的教材系列中，很少見到專門適合全日制5年制學生用的醫學遺傳學教材。為此，我們編寫了這本教材，目的就是培養知識面廣的醫科學生，使之成為具備遺傳學知識的、初步合格的臨床醫師，並為他們將來在醫學各分支領域繼續深造打下基礎。 第一篇 緒論
第一章 醫學遺傳學導論
第一節 醫學遺傳學概述
第二節 遺傳病概述
第三節 人類基因組計劃與醫學遺傳學
第四節 醫學遺傳學及相關學科發展大事記
第二章 醫學遺傳學研究的基本策略
第一節 遺傳病研究的策略
第二節 分子克隆、基因操作與突變基因檢測
第三節 人類基因定位、基因作圖及連鎖分析
第二篇 基因及其缺陷
第三章 基因生物學
第一節 基因的概念
第二節 基因的化學本質
第三節 人類基因組的一般特點
第四節 基因的生物學特性
第四章 基因突變
第一節 基因突變的一般特性
第二節 誘發基因突變的因素
第三節 基因突變的分子機制
第四節 DNA損傷的修復
第五章 突變基因的細胞及分子生物學效應
第一節 基因突變導致蛋白質功能改變
第二節 基因突變引起性狀改變的機制
第六章 突變基因在家系中的傳遞
第一節 系譜與系譜分析法
第二節 單基因遺傳病
第三節 影響單基因遺傳病分析的因素
第四節 多基因遺傳病
第七章 突變基因在群體中的行為
第一節 群體
第二節 Hardy-Weinberg遺傳平衡
第三節 某些因素對遺傳平衡的影響
第四節 基因突變率的計算
第八章 突變基因引起的疾病
第一節 血紅蛋白病
第二節 先天性代謝缺陷
第三節 血友病
第四節 α1抗胰蛋白酶缺乏症
第五節 膠原蛋白病
第九章 細胞質基因突變
第一節 人類線粒體基因組
第二節 線粒體遺傳系統的特點
第三節 人類線粒體疾病
第三篇 染色體及其缺陷
第十章 染色體生物學
第一節 人類染色體
第二節 染色體分組、核型與顯帶技術
第十一章 染色體畸變
第一節 染色體畸變發生的原因
第二節 染色體數目異常及其發生機制
第三節 染色體結構畸變及其發生機制
第十二章 畸變染色體引起的重要疾病
第一節 染色體病發病概況
第二節 染色體病
第三節 染色體異常攜帶者
第四篇 臨床醫學相關的遺傳學問題
第十三章 遺傳在腫瘤發生中的作用
第一節 腫瘤發生的遺傳現象
第二節 癌基因
第三節 腫瘤抑制基因
第四節 腫瘤的多步驟發生和癌基因組解剖計劃
第十四章 免疫的遺傳基礎
第一節 紅細胞抗原遺傳與血型不相容
第二節 白細胞抗原遺傳與器官移植
第三節 抗體的基因結構及其基因重排
第四節 T細胞受體的遺傳
第十五章 用葯與遺傳
第一節 葯物代謝與遺傳因素
第二節 遺傳多態性與葯物代謝及分布
第三節 SNP、基因晶元與葯物基因組學
第十六章 行為與遺傳
第一節 行為的遺傳現象
第二節 行為遺傳的特點
第三節 行為遺傳學研究的對象和主要方法
第四節 行為的遺傳方式
第五節 行為的遺傳
第十七章 疾病診斷和預防的遺傳原理
第一節 遺傳病診斷的主要內容
第二節 遺傳病的產前診斷
第三節 分子診斷
第四節 遺傳病的預防和優生學的誤區
第十八章 疾病治療的遺傳原理
第一節 遺傳病治療的原則
第二節 傳統的遺傳病治療方法
第三節 基因治療
索引
推薦參考書目

C. 醫學細胞生物學與醫學生物學學習內容的區別

所學的范疇不一樣，醫學細胞生物學是更細化更深入的分支學科，屬於醫學生物學的專范疇之內的。簡屬單講，醫學生物學學得比較泛，范圍和涉及面比較廣。而醫學細胞生物學則更偏重於細胞方面的醫學生物學，更精細更深化。

細胞生物學(Cell Biology)是在顯微、亞顯微和分子水平三個層次上，研究細胞的結構、功能和各種生命規律的一門科學。細胞生物學由Cytology發展而來，Cytology是關於細胞結構與功能(特別是染色體)的研究。現代細胞生物學從顯微水平、超微水平和分子水平等不同層次研究細胞的結構、功能及生命活動。在我國基礎學科發展規劃中，細胞生物學與分子生物學、神經生物學和生態學並列為生命科學的四大基礎學科。
醫學生物學是一門實驗性很強的科學，醫學生物學的基礎理論都是以實驗為依據的。因此，實驗是醫學生物學的最重要的教學環節之一。本課程教學中將大力加強實驗這一環節，以培養學生操作，觀察，分析綜合，記錄，繪圖等基本技能。

D. 《細胞生物學和醫學遺傳學》這本書主要講的什麼內容

主要從微觀方面講解生物結構,如DNA、遺傳方面.

E. 細胞培養的實驗報告

實驗：細胞培養

1.實驗目的

初步掌握哺乳動物細胞的原代培養與傳代培養的基本操作過程，為生物工程在醫學上的應用打下基礎。

2.實驗原理

從生物體中取出某種組織或細胞，模擬體內生理條件，在人工培養條件下使其生存、生長、繁殖或傳代，這一過程稱為細胞培養。細胞培養技術的最大優點是使我們得以直接觀察活細胞，並在有控制的環境條件下進行實驗，避免了體內實驗時的許多復雜因素，還可以與體內實驗互為補充，可同時提供大量生物性狀相同的細胞作為研究對象，耗費少，比較經濟，因此成為生物學研究的重要手段。近年來，在體細胞遺傳、分化、胚胎發生、腫瘤發生、免疫學、細胞工程、放射生物學以及老年學等一系列的研究領域中得到廣泛的應用，並取得了豐碩的成果。

細胞培養可分為原代培養和傳代(繼代)培養。直接從體內獲取的組織細胞進行首次培養為原代培養；當原代培養的細胞增殖達到一定密度後，則需要做再培養，即將培養的細胞分散後，從一個容器以1：2或其他比率轉移到另一個或幾個容器中擴大培養，為傳代培養，傳代培養的累積次數就是細胞的代數。

細胞培養是一種程序復雜、要求條件多而嚴格的實驗性工作。所有離體細胞的生長都受溫度、滲透壓、pH值、無機鹽影響，消毒、配液等均有嚴格的規范和要求，特別是無菌操作是細胞培養成敗的關鍵。

3.實驗用品

3.1 材料和標本 乳兔、HeLa細胞(人宮頸癌細胞)

3.2 器材和儀器 手術器械、平皿、培養瓶、吸管、離心管(滅菌後備用)、酒精燈、燒杯、超凈工作台、二氧化碳培養箱、倒置顯微鏡。

2.3 試劑 含有5％小牛血清的MEM培養液、0.01mol／L PBS，0.25％胰蛋白酶一0.02％EDTA混合消化液、75％乙醇。

4.實驗方法

4.1 原代細胞培養

4.1.1 原理

細胞培養(Cell culture)是模擬機體內生理條件，將細胞從機體中取出，在人工條件下使其生存、生長、繁殖和傳代，進行細胞生命過程、細胞癌變、細胞工程等問題的研究。近年來，廣泛地應用於分子生物學、遺傳學、免疫學、腫瘤學、細胞工程等領域，發展成一種重要生物技術，並取得顯著成就。由體內直接取出組織或細胞進行培養叫原代培養。原代培養細胞離體時間短，性狀與體內相似，適用於研究。一般說來，幼稚狀態的組織和細胞，如：動物的胚胎、幼仔的臟器等更容易進行原代培養。

4.1.2 操作

①．取材

用頸椎脫位法使乳兔迅速死亡。然後，把整個動物浸入盛有75％乙醇的燒杯中數秒鍾消毒，取出後放在大平皿中攜入超凈台。用消過毒的剪刀剪開用碘酒和乙醇再次消毒後的皮膚，剖腹取出肝臟或腎臟。置於無菌平皿中。

②．切割

用滅菌的PBS液將取出的臟器清洗三次，然後用眼科手術剪刀仔細將組織反復剪碎，直到成1mm3左右的小塊，再用PBS清洗，洗到組織塊發白為止。移入無菌離心管中，靜置數分鍾，使組織塊自然沉澱到管底，棄去上清。

③．消化、接種培養

吸取0.25％胰蛋白酶一0.02％EDTA混合消化液1ml，加入離心管中，與組織塊混勻後，加上管口塞子，37℃水浴中消化8～10分鍾，每隔幾分鍾搖動一下試管，使組織與消化液充分接觸，靜止，吸去上清，向離心管中加入5～10ml含5％小牛血清的MEM培養基，用吸管吹打混勻，移入二個培養瓶中，置於二氧化碳培養箱中培養。

4.1.3 結果

細胞接種後一般幾小時內就能貼壁，並開始生長，如接種的細胞密度適宜，5天到一周即可形成單層。

4.2 傳代細胞培養

4.2.1 原理

體外培養的原代細胞或細胞株要在體外持續地培養就必須傳代，以便獲得穩定的細胞株或得到大量的同種細胞，並維持細胞種的延續。培養的細胞形成單層匯合以後，由於密度過大生存空間不足而引起營養枯竭，將培養的細胞分散，從容器中取出，以1:2或l:3以上的比率轉移到另外的容器中進行培養，即為傳代培養。

細胞「一代」指從細胞接種到分離再培養的一段期間，與細胞世代或倍增不同。在一代中，細胞培增3～6次。細胞傳代後，一般經過三個階段：游離期、指數增生期和停止期。

常用細胞分裂指數表示細胞增殖的旺盛程度，即細胞群的分裂相數／100個細胞。一般細胞分裂指數介於0.2％～0.5％，腫瘤細胞可達3～5％。細胞接種2～3天分裂增殖旺盛，是活力最好時期，稱指數增生期(對數生長期)，適宜進行各種試驗。

4.2.2 操作

①．將長成單層的原代培養細胞或HeLa細胞從二氧化碳培養箱中取出，在超凈工作台中倒掉瓶內的培養液，加入少許消化液。(以液面蓋住細胞為宜)，靜置5～10分鍾。

②.在倒置鏡下觀察被消化的細胞，如果細胞變園，相互之間不再連接成片，這時應立即

在超凈台中將消化液倒掉，加入3～5ml新鮮培養液，吹打，製成細胞懸液。

③．將細胞懸液吸出2ml左右，加到另一個培養瓶中並向每個瓶中分別加3ml左右培養液，蓋好瓶塞，送回二氧化碳培養箱中，繼續進行培養。

4.2.3 結果

一般情況，傳代後的細胞在2小時左右就能附著在培養瓶壁上，2～4天就可在瓶內形成單層，需要再次進行傳代。

4.3 器材及液體的准備和無菌操作的注意事項

4.3.1 器材和液體的准備

細胞培養用的玻璃器材，如：培養瓶、吸管等在清洗干凈以後，裝在鋁盒和鐵筒中，120℃，2小時干烤滅菌後備用；手術器材、瓶塞、配製好的PBS液用滅菌鍋15磅，20分鍾蒸氣滅菌；MEM培養液、小牛血清、消化液用G6濾器負壓抽濾後備用。

4.3.2 無菌操作中的注意事項

在無菌操作中，一定要保持工作區的無菌清潔。為此，在操作前要認真地洗手並用75％乙醇消毒。操作前20～30分鍾起動超凈台吹風。操作時，嚴禁說話，嚴禁用手直接拿無菌的物品，如瓶塞等，而要用器械，如止血鉗、鑷子等去拿。培養瓶要在超凈台內才能打開瓶塞，打開之前用乙醇將瓶口消毒，打開後和加塞前瓶口都要在酒精燈上燒一下，打開瓶口後的操作全部都要在超凈台內完成。操作完畢後，加上瓶塞，才能拿到超凈台外。使用的吸管在從消毒的鐵筒中取出後要手拿末端，將尖端在火上燒一下，戴上膠皮乳頭，然後再去吸取液體。總之，在整個無菌操作過程中都應該在酒精燈的周圍進行。

5．實驗報告

(1).原代細胞和傳代細胞培養有哪些區別?

(2).總結一下你自己的經驗，怎樣才能既迅速，又保證無菌操作。

F. 如何自學醫學知識

你好
醫學生在步入大學後，首先將學習2年的基礎醫學課程，只要包括細胞生物學，醫用化學，系統解剖學，組織胚胎學，生物化學與分子生物學，生理學，病理學，醫學免疫學，醫學微生物學，醫學遺傳學，病理生理學，醫學統計學等課程，這些課程是為以後學習臨床課程打下基礎，只有有了扎實的基礎醫學知識，才能在更好的理解臨床知識，並將此零活運用於臨床工作，那麼怎樣才能學好基礎醫學知識呢？

學好基礎課，注意三步走！
1
課前瀏覽，善於思考
在課前應當花5~10分鍾時間瀏覽一遍明天所要學習的內容，這樣就會心中有數，這樣老師講課的時候，就會有自己的一些見解，這樣在通過問老師，查文獻，解決問題的同時，也能掌握知識。

2
課後總結，善抓重點
教材為了全方位，系統的介紹某個知識點，往往會長篇大論，很詳細的解釋，爾這對於復習是不利的，如果在閱讀完課本之後，能自己把這一章或幾章的知識總結在一張紙上，這樣一來，就能更好的搞清章節脈絡，記得也就更好了~

3
培養動手能力，重視實驗課
大部分基礎課程都會開設實驗課，醫學生一定要重視。因為實驗課一來鍛煉了我們的動手能力，同時也是對理論課知識的復習和驗證，當通過親自動手實驗驗證知識後，無疑是對記憶的加強。

END
重視這幾個基礎課的學習
1
生理學~
生理學是連接基礎科和臨床課的橋梁，解釋了人體各個系統的正常生理功能，是學好其他基礎課和臨床課的基礎學科。

2
生物化學~
生物化學這門課系統的闡述了人體內各物質的代謝，學完之後你會對人體內的各類化學反應有更新的認識，雖然有些深奧，但也很有趣。

3
系統解剖學，局部解剖學~
這兩個課程從不同的角度介紹了人體各個部位的正常結構，是學好臨床課的核心學科。

4
病理學，病理生理學
這兩個課程介紹了各個系統常見疾病的特點及機制，能夠讓你對疾病有更清楚，深刻的認識。

G. 常考的遺傳學實驗設計題應注意什麼

新陳代謝、遺傳學和生態學是中學生物學中理論知識的三大部分內容。尤其是遺傳學內容是高中生物學的核心和支柱，是高考生物學命題的重要根據地，高考試題該部分佔的比例，歷年都較大，出活題、考能力的主角非它莫屬。可見，它是高考重(點)中之重，難(點)中之難，熱(點)中之熱。高考中連續幾年不迴避，不能不說是重點了。在近幾年高考理綜生物試題中，實驗設計題是必不可少的一道20分以上大題。也是歷年考生最頭疼、失分最多的一道題。
學生經過前三輪的復習，對生物實驗設計的一般題目都能比較好的掌握，但對遺傳學實驗設計的題目還是無從下手。沒有掌握正確的解題方法，亂寫一氣，嚴重影響得分率。如何提高學生遺傳學實驗設計的能力，提高得分率，必須對遺傳學實驗設計的進行專題復習，對大量的題目進行歸類講解。使學生知道一般的解題方法。實驗設計和探究能力是一種較高的綜合能力，要在高考中拿到這類題目的高分，需要我們注重平時的積累。
歸類復習能在比較短的時間里使學生熟悉遺傳學實驗設計題目的基本類型，了解解題的基本方法。我們在具體的教學中採用了以下的歸類。

准備題 下列各項依次採用哪種方法最適宜：①鑒別一隻羊是純合體還是雜合體 ②在一對相對性狀中區分顯隱性 ③不斷提高小麥抗病品種的純度 ④檢驗雜種基因型的方法
A.雜交、自交、測交、測交 B.測交、測交、雜交、自交
C.測交、雜交、自交、測交 D.雜交、雜交、雜交、測交
解析 考查生物相交的應用。各項最適方法依次是：測交、雜交、自交、測交。答案：C。
生物的幾種交配類型歸納介紹：
（1）雜交：不同的生物體間相互交配。
（2）自交：同一植物體的自花受粉和雌雄異花的同株受粉均屬於自交。自交是獲得純系的有效方法。自交也是鑒別純合子與雜合子的常用方法之一。
（3）測交：雜種子一代與隱性個體相交，用來測定Fl的基因型。測交是遺傳規律理論假設的驗證實驗。測交也可用於純合子與雜合子的鑒定。
（4）正交與反交：正交與反交是相對而言的，正交中的父方與母方恰好是反交中的母方和父方。正交與反交可以用來檢驗是細胞核遺傳或細胞質遺傳。

一、相對性狀顯隱關系確定的實驗設計
例1 科學家選用萌發的普通甜椒的種子搭載「神舟」飛船,應用在微重力和宇宙射線等各種因素作用下生物易發生基因突變的原理,在從太空返回後種植得到的植株中選擇果實較大的個體,培育出大果實「太空甜椒」。假設果實大小是一對相對性狀,且由單基因控制的完全顯性遺傳,請你用原有的純種小果實普通甜椒和大果實甜椒為實驗材料,設計一個實驗方案,以鑒別太空甜椒大果實這一性狀的基因型。
解析 直接用純種小果實與大果實雜交，觀察後代的性狀：
1、如果後代全表現為小果實，則小果實為顯性，大果實為隱性；
2、如果後代全表現為大果實或大果實與小果實的比例為1∶1，則大果實為顯性，小果實為隱性。

例2 馬的毛色有栗色和白色兩種。正常情況下，一匹母馬一次只能生一匹小馬，假定毛色由基因B和b控制，此基因位於常染色體上。現提供一個自由放養多年的農場馬群為實驗動物，在一個配種季節從該馬群中隨機抽取1頭栗色公馬和多頭白色母馬交配，⑴如果後代毛色均為栗色；⑵如果後代小馬毛色有栗色的，也有白色的。能否分別對⑴⑵結果判斷控制馬毛色基因的顯隱性關系。若能，說明理由；若不能，設計出合理的雜交實驗。
解析 這道題比較開放。（1）能。理由：如果栗色為隱性，則這匹公馬的基因型為bb，白色母馬的基因型為BB、Bb，那麼後代小馬的基因型為Bb和bb，即既有白色的也有栗色的。如果栗色為顯性，則這匹栗色公馬的基因型為BB或Bb，多匹白色母馬的基因型均為bb，那麼後代小馬的基因型為Bb，全為栗色或Bb和bb，栗色和白色均有。綜上所述，只有在栗色公馬為顯性純合體的情況下才會出現後代小馬毛色全為栗色的雜交結果。（2）不能。雜交方案：從馬群中隨機選擇多對栗色母馬與這匹栗色公馬雜交（栗色×栗色）。如果後代出現白馬。則栗色為顯性，白色為隱性；如果後代全部為栗色馬，則白色為顯性，栗色為隱性。

二、驗證遺傳規律的實驗設計
例3 用純種有色飽滿籽粒的玉米與無色皺縮籽粒的玉米雜交（實驗條件滿足實驗要求），F1全部表現為有色飽滿，F1自交後，F2的性狀表現及比例為：有色飽滿73%，有色皺縮2%，無色飽滿2%，無色皺縮23%。回答下列問題：
（1）上述一對性狀的遺傳符合_________________定律。
（2）上述兩對性狀的遺傳是否符合自由組合定律？為什麼？
（3）請設計一個實驗方案，驗證這兩對性狀的遺傳是否符合自由組合定律。（實驗條件滿足實驗要求）
實驗方案實施步驟：①____________；②____________；③_______________。
答案 （1）基因的分離 （2）不符合；因為玉米粒色和粒形的每對相對性狀的分離比均為3：1，兩對性狀綜合考慮，如果符合自由組合規律，F1自交後代分離比應符合9：3：3：1。（3）實驗步驟：①純種有色飽滿的玉米和純種無色皺縮的玉米雜交，獲得F1 ②取F1植株10株，與無色皺縮的玉米進行雜交 ③收獲雜交後代種子，並統計不同表現型的數量比例 結果預測：①若後代種子四種表現型比例符合1：1：1：1，則說明符合自由組合定律；②若後代種子四種表現型比例不符合1：1：1：1，則說明不符合自由組合定律。
對學生應強調一對性狀分離為比3：1，二對性狀分離比為9：3：3：1。

三、純合體、雜合體鑒定的實驗設計
例4 3支度管內分別裝有紅眼雄性和兩種不同基因型的紅眼雌性果蠅，還有1支試管內裝有白眼果蠅。請利用實驗室條件設計最佳方案，鑒別上述3支試管內果蠅的基因型（顯性基因用B表示）。
解析 果蠅的紅眼和白眼為一對相對性狀，紅眼為顯性性狀，白眼為隱性性狀，控制這對性狀的基因位於X染色體上。雄果蠅的基因型有兩種：XBY（紅眼）、XbY（白眼）；雌果蠅的基因型有三種：XBXB（紅眼）、XBXb（紅眼）、XbXb（白眼），雌果蠅和雄果蠅可直接通過觀察成體第二性徵的差別來鑒定。通過以上分析可知，唯有紅眼雌果蠅的基因型（有XBXB和XBXb兩種基因型）需要鑒別。可以直接用紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅交配，若後代有白眼果蠅，說明該紅眼雌果蠅是雜合體，基因型為XBXb；若後代全為紅眼果蠅，說明該紅眼果蠅是純合體，基因型為XBXB。至此，設計的實驗方案也就出來了。
答案 先根據第二性徵鑒別四支試管內果蠅的性別，若為紅眼雄性果蠅，則該試管內果蠅基因型為XBY，再用白眼雄性果蠅分別與另兩管的紅眼雌性果蠅交配，若後代中出現性狀分離，則該管中果蠅的基因型為XBXb；若後代中不出現性狀分離，則該管中果蠅的基因型為XBXB。

四、根據某一性狀辨別生物性別的實驗設計
例5 （2001年上海高考）果蠅的紅眼（B）對白眼（b）是一對相對性狀，基因B、b位於X染色體上。請設計一個實驗，單就顏色便能鑒別雛蠅的雌雄。
解析 根據題意分析可知，雌果蠅含有兩條同型的性染色體XX，雄果蠅含有兩條異型的性染色體X、Y，控制眼色的基因位於X染色體上。很顯然，雄果蠅的基因型有兩種：XBY（紅眼）、XbY（白眼）；雌果蠅的基因型有三種：XBXB（紅眼）、XBXb（紅眼）、XbXb（白眼）。要辨別雌雄唯有讓某一性別表現為單一的眼色。可以通過上述六組親本雜交結果分析得知，只有雜交親本組合「XBY×XbXb」的後代從眼色性狀可以直接判斷出性別：紅眼為雌性，白眼為雄性。
答案 讓白眼雌果蠅（XbXb ）與紅眼雄果蠅（XBY）雜交，後代中凡是紅眼的都是雌果蠅，白眼的都是雄果蠅。

五、育種過程的實驗設計
例6 （2003江蘇）現在三個番茄品種，A品種的基因型為AABBdd，B品種的基因型為AabbDD，C品種的基因型為aaBBDD。三對等位基因分別位於三對同源染色體上，並且分別控制葉形、花色和果形三對相對性狀。請回答：
（1）如何運用雜交育種方法利用以上三個品種獲得基因型為aabbdd的植株？（用文字簡要描述獲得過程即可）
（2）如果從播種到獲得種子需要一年，獲得基因型為aabbdd的植株最少需要幾年？
（3）如果要縮短獲得aabbdd植株的時間，可採用什麼方法？（寫出方法的名稱即可）
解析 根據題意可知，三對等位基因（A、a，B、b和D、d）遵循基因的自由組合定律，實驗設計要求培育出純合體（aabbdd），即培育出能夠穩定遺傳個體。由於a、b、d基因不在同一個個體上，因此先由兩個親本通過雜交，得到F1（含a、b或a、d或b、d）；再通過F1與第三個親本雜交，得到含有a、b、d雜合體F2；最後通過F2自交可以得到aabbdd 的基因型個體。從時間上來看，若A與B雜交得到雜交一代，雜交一代與C雜交，得到雜交二代，雜交二代自交，可以得到基因型為aabbdd的種子，aabbdd的種子發育成為aabbdd基因型植株需要一年。共需4年。
若想縮短育種年限，可選用單倍體育種的方法：雜交二代AaBbDd可產生abd型的配子，將花葯離體培養成單倍體幼苗，再用秋水仙素處理，用二年時間可得到aabbdd基因型植株。
答案 （1）A與B雜交得到雜交一代，雜交一代與C雜交，得到雜交二代，雜交二代自交，可以得到基因型為aabbdd的種子，該種子可長成基因型為aabbdd植株 ；（2）4年；（3）單倍體育種技術。

六、探究遺傳方式的實驗設計
例7 有人選取豌豆的高莖與矮莖雜交得子一代，子一代全為高莖。子一代自交得子二代，子二代出現了性狀分離，但分離比並不是預期的3∶1，而是出現了高∶矮=35∶1。試分析產生這一現象的原因，並設計一個實驗方案加以證明。
解析 這種特殊遺傳現象（不常見）的出現必然有規律的特殊性。這類實驗設計包含了遺傳規律建立的一般程序：提出假說、肯定假說、預期結果、雜交實驗、比較分析。從所學的遺傳知識可以預測產生這一現象的原因是雜種一代變成了多倍體（四倍體）。
F1 DDdd

♂
♀

1 DD

4Dd

1dd

1DD

1DDDD

4DDDd

1DDdd

4Dd

4DDDd

16DDdd

4Dddd

1dd

1DDdd

4Dddd

1dddd

配子
F2

表現型 高莖∶矮莖=35∶1
答案 實驗假設：豌豆雜合體自交後代性狀分離比為35∶1的原因可能是染色體加倍形成了四倍體DDdd 。同源四倍體減數分裂產生配子時，其配子的總組合數為 。其種類和比例為 DD∶Dd∶dd =1∶4∶1。
實驗目的：探究F1的基因組成是否是四倍體。
實驗原理：四倍體DDdd產生的配子有三種：DD、Dd 、dd。其比例為1∶4∶1。通過測交實驗可測定F1的基因型。
實驗材料 ：待測豌豆、矮莖豌豆、剪刀、毛筆、紙袋等
實驗思路 : 肯定假說、預期結果、測交實驗、記錄測交結果、比較分析兩者的結果即可得出結論。
實驗過程：根據假說，測交後代性狀分離比為高∶矮=5∶1。用上述待測的F1與隱性親本測交，記錄測交結果。再比較分析測交結果與預期結果是否一致。如果一致則說明F1染色體數目已加倍而成為四倍體。

七．表型模寫的實驗設計
主要考查了學生對基因型、表現型、突變與環境的認識與理解，考查學生對已知實驗現象的假設能力、驗證能力和實驗結果分析能力。環境條件的改變，有時會導致表現型的改變。不過，因環境改變所引起的表型改變，與某基因型所引起的表型變化通常是不一樣的。但是，有時環境條件的改變所引起的表型改變，很像某基因型引起的表型變化。這在生物學上稱為表型模寫。表型模寫的性狀是不能真實遺傳的。因為其遺傳物質並沒有發生改變。
例8 已知家雞的突變類型無尾(M)對普通類型有尾(m)是顯性。現用普通有尾雞自交產的受精卵來孵小雞，在孵化早期向卵內注射一點點胰島素，孵化出的小雞就表現出無尾性狀。
(1)普通有尾雞自交產的受精卵的基因型是______，如果不在孵化早期向卵內注射胰島素，正常情況下表現型應是______。
(2)孵化早期一般是指胚胎發育的______期。
(3)你認為上述實驗中胰島素的作用是_______。
(4)請設計實驗探究你在(3)中的假設，簡要寫出實驗步驟、實驗結果和結論。
解析 本題中題干正是一個表型模寫的例子。普通有尾雞自交產的受精卵的基因型是 mm，正常情況下表現型應是有尾。在孵化早期向卵內注射胰島素，引起了無尾性狀，是否發生了遺傳物質的改變，這是本題的切入點。胰島素引起的無尾性狀能否真實遺傳，這是實驗設計的出發點。
答案 (1)mm，有尾；(2)卵裂和囊胚；(3)誘導基因m突變為M（或影響胚胎的正常發育）；(4)讓上述注射胰島素後產生的無尾雞，成熟後雌雄交配（1分）。所產受精卵正常孵化(不注射胰島素)。觀察後代相關性狀表現（1分）。如果後代出現無尾雞，則證明胰島素的作用是誘導基因發生突變（1分）；如果後代全部表現出有尾性狀，則證明胰島素的作用並非誘導基因突變，只是影響了雞的胚胎發育的正常進行（1分）。

實際上遺傳學實驗設計的類型還有很多，不可能都羅列。但基本方法是不會有很大的變化。所以，除上課講解外，還應加強實驗設計和探究能力的培養。
1.要抓好課本上的基礎實驗，要求明確每個實驗的原理、目的、材料、方法步驟、注意事項及結論，並能做到對基礎實驗所涉及的方法、技能進行遷移與綜合運用。
2.要對課本中一些科學家的經典實驗(肺炎雙球菌的轉化實驗、噬菌體侵染細菌的實驗等)進行剖析，吸取其精華，並能應用到自己的實驗設計當中去。
3.要學習一些實驗設計方面的基本知識。加強實驗設計方面的試題訓練，畢竟目前的高考還僅限於筆試。
這樣，我們完全有理由相信學生對這類題目不再為難。