黄 岩
山东冠县实验高级中学 山东冠县 252500
摘要：实验设计题是综合考查学生的知识迁移能力，思维能力以及创新意识的突出主题，因灵活性高，具有开放性，代表了生物高考的主导方向，成为高考选拔人才的常考题型，而考生觉得这类题高深莫测，设计思路把握不好，失分颇为严重。因此，根据实验设计题的特点，就我自己在高中生物教学生涯中关于基因位置的判断为例，发表一下这类实验设计题的思路。
关键词：实验设计 高考生物 解题思路
从近6年的全国各地理综试题看，实验设计题令学生望而生畏，12分的题得分率平均分1分，学生的实验设计能力普遍较差，多数同学不了解实验设计。从2013年-2019年，使用全国卷I、Ⅱ、Ⅲ的地区（山东、河南、黑龙江、云南等）和浙江等地区实验设计题作为高考的必考题型，实验设计题综合性强，考查学生运用所学知识解决问题的方案，如根据羽毛的颜色区分雌雄鸡，以提高产蛋率。其中基因在染色体位置有：常染色体、X染色体、Y染色体以及X和Y的同源区段四种。高考生物中常考的判断基因位置的题型有以下四种：
1.判断基因位于X染色体还是位于常染色体（见表1）
2.判断基因位于常染色体遗传还是X和Y的同源区段的遗传（高考未出现实验设计题）
3.判断基因是伴X染色体遗传还是X和Y的同源区段的遗传 （见表1）
4.伴Y遗传（见表1）
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从表1看出：作为遗传学的大题，常考是两对基因，一对在常染色体上，一对在性染色体上。浙江卷考过基因位于X、Y的同源区段，颠覆了传统的位于性染色体上的观点，向学生传输“一般不用想就在X染色体，Y染色体上没有”。出卷老师出其不意，给出的这对基因在X和Y染色体上的同源区段。所以，走惯了老路，就容易思维定势。
一、判断基因位于常染色体还是X染色体
例题1：(2017年全国卷Ⅲ第32题)(E)与斑翅(e)这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系：①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不发生染色体变异和染色体交换，回答下列问题：
(1)若A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于常染色体上，请以上述品系为材料，设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上。(要求：写出实验思路、预期实验结果、得出结论)
实验思路让1和2杂交、1和3杂交、3和2杂交。得到的子一代自交如果子二代中出现8种表现型就说明三对等位基因分别位于三对染色体上。
（2）假设A/a、B/b这两对等位基因都位X染色体上，请以上述品系为材料，设计实验对这一假设进行验证。(要求：写出实验思路、预期实验结果、得出结论)
实验思路，预期实验结果：：让①和②正交(①为母本，②为父本),产生的所有雄性均表现为无眼刚毛正常翅膀。①和②反交（①为父本，②为母本），产生的所有雄性均表现为有眼小刚毛正常翅膀。得出结论：A/a、B/b这两对等位基因都为为X染色体上
答题技巧：正交和反交的方法，后代表现型不同，则位于X染色体。
例题2：（2018年全国卷I第32题）果蝇体细胞有4对染色体，其中2、3、4号为常染色体。已知控制长翅/残翅性状的基因位于2号染色体上，控制灰体/黑檀体性状的基因位于3号染色体上。某小组用一只无眼灰体长翅雌蝇与一只有眼灰体长翅雄蝇杂交，杂交子代的表现型及其比例如下：
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回答下列问题；
（1）根据杂交结果，不能（填“能”或“不能”）判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因是位于X染色体还是常染色体上，若控制有眼/无眼性状的基因位于X染色体上，根据上述亲本杂交组合和杂交结果判断，显性性状是无眼，判断依据是只有当无眼为显性时，子代雌雄个体中才都会出现有眼与无眼性状的分离。
（2）若控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上，请用上表中杂交子代果蝇为材料设计一个杂交实验来确定无眼性状的显隐性（要求：写出杂交组合和预期结果）。
杂交组合：无眼×无眼
预期结果：若子代中无眼∶有眼=3∶1，则无眼位显性性状；若子代全部为无眼，则无眼为隐性性状
基本思路：欲判断基因的位置，需确定该相对性状的显隐性：
1、显隐性未知，可选择纯合的亲本进行正交和反交的方法：①若后代表现型相同，则位于常染色体；②若后代表现型不同，则位于X染色体。
2、显隐性已知，只需要一个杂交组合：隐性雌性和显性雄性杂交（XY型）或显性雌性和隐性雄性杂交（ZW型）。
二、判断基因位于X染色体还是X、Y的同源区段
例题3（2018年浙江卷第31题）某昆虫的红眼与朱红眼、有眼与无眼分别由基因A（a）、B（b）控制，其中有一对基因位于性染色体上，且存在两对隐性基因纯合致死现象。一只红眼雌性个体与一只朱红眼雄性个体交配，F1雌性个体中有红眼和无眼，雄性个体全为红眼。让F1雌雄个体随机交配得F2，F2的表现型及比例见下表。
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回答下列问题：
（1）有眼对无眼为显性，控制有眼与无眼的B（b）基因位于
X和Y 染色体上。
（2）若要验征F1红眼雄性个体的基因型，能否用测交方法
不能，其原因是aaXbXb
个体致死。
基本思路：1、定性：根据亲代有眼杂交产生无眼，即符合“无中生有为隐性”，无眼（b）为隐性。
从亲代红眼和朱红眼杂交产生都是红眼的F1，或者表格F2代红眼：朱红眼=3:1，可得红眼(A)为显性。
2、定位：根据F1代和表格F2，雄性无眼均为0，推测该性状一定在性染色体上，是在X染色体上，还是X和Y染色体上都有呢？（绝对不可能只在Y，否则雌性不可能出现无眼和有眼的性状）假设法：若只在X染色体上（非同源区段），则F1代雌性不能出现无眼。该假设不成立。若X和Y染色体上都有，则亲代雄性X上必为b，才可能出现XbXb无眼雌性。
3、定型：根据F1代雌性均为红眼且有无眼出现，则P中雌性为AAXBXb；雄性均有眼，且为红眼，推理得雄性为aaXbYB。则F1代，雌性为AaXBXb，AaXbXb，雄性为AaXBYB，AaXbYB
三、伴Y遗传
例题4（2014年全国卷Ⅱ）山羊性别决定方式为XY型。下面的系谱图表示了山羊某种性状的遗传，图中深色表示该种性状的表现者。
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已知该性状受一对等位基因控制，在不考虑染色体变异和基因突变的条件下，回答下列问题：
（1）据系谱图推测，该性状为
隐性（填“隐性”或“显性”）性状。
（2）假设控制该性状的基因仅位于Y染色体上，依照Y染色体上基因的遗传规律，在第III代中，表现型不符合该基因遗传规律的个体是
Ⅲ-1、Ⅲ-3和Ⅲ-4（填个体编号）。
（3）若控制该性状的基因仅位于X染色体上，则系谱图中一定是杂合子的个体是
Ⅰ-2、Ⅱ-2、Ⅱ-4 （填个体编号），可能是杂合子的个体是Ⅲ-2（填个体编号）。
解题思路，考查显隐性的判断，伴Y遗传和伴X遗传。（1）由Ⅱ-1、Ⅱ-2和Ⅲ-1可知为隐性。（2）若该性状的基因位于Y染色体上，表现该性状个体的雄性，其后代雄性都表现该性状，且雌性都不会表现该性状。Ⅰ-1的Y染色体传给Ⅱ-3，Ⅱ-3的Y染色体传给Ⅲ-4，所以Ⅲ-1、Ⅲ-3和Ⅲ-4三者都不符合。（3）若该性状的基因位于X染色体上，假定该性状由基因A-a控制，Ⅰ1为XaY可知，Ⅱ-2为XAXa，一定是杂合的，由Ⅱ-3XaY可知，Ⅰ-2为XAXa，一定是杂合的，由Ⅲ-3 XaXa可知，Ⅱ-4为XAXa，一定是杂合的。Ⅲ-2既可以是杂合子（XAXa）也可以是纯合子（XAXA）。
伴Y遗传的特点：后代雄性都表现该性状，即传男不传女。
四、判断基因位于常染色体遗传还是X和Y的同源区段的遗传
例题5：实验室现有纯合的长翅雌果蝇和纯合残翅雄果蝇，请设计实验如何判断基因的位置在常染色体还是 X和Y 同源区段？
解题思路： 选择纯合的长翅雌果蝇和纯合残翅雄果蝇杂交，子一代进行自由交配，若子二代中雌雄果蝇均出现长翅与残翅，且比例 3:1，为常染色体基因；反之为 X、Y 同源区段。
我认为，以上是近6年生物高考涉及到的基因在染色体位置上的常考题型，基本思路清晰，希望对同学们有所帮助。学生实验设计的能力的培养是一个循序渐进的过程，平时需要多加练习，及时巩固，强调学生根据基本答题思路，判断基因在染色体的位置，首先判断显隐性，然后根据题目要求选择合理的杂交方法，做到学以致用。掌握了上述方法，基因位置的判断就迎刃而解了。