高考生物大二輪專題復(fù)習(xí)與增分策略 熱點題型建模 模型9 利用“假說—演繹法”解決生物變異實驗探究題

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模型9　利用“假說—演繹法”解決生物變異實驗探究題 “假說—演繹法”指在觀察和分析的基礎(chǔ)上提出問題以后，通過推理和想象提出解釋問題的某種假說，然后根據(jù)假說進(jìn)行演繹推理，再通過實驗檢驗演繹推理的結(jié)論。如果實驗結(jié)果與預(yù)期結(jié)論相符，就證明假說是正確的，反之，則說明假說是錯誤的。孟德爾發(fā)現(xiàn)基因分離定律和自由組合定律的過程就是“假說—演繹法”的充分體現(xiàn)。高考復(fù)習(xí)中，通過挖掘“假說—演繹法”內(nèi)涵，運用它解答遺傳設(shè)計題時分解為3步：提出假設(shè)，正向演繹推理(結(jié)論→結(jié)果)，逆向答題(結(jié)果→結(jié)論)，取得了良好的效果。 1.在普通的棉花中導(dǎo)入能控制合成毒素蛋白的B、D基因。已知棉花短纖維由基因A控制，現(xiàn)有一基因型為AaBD的短纖維抗蟲棉植株(減數(shù)分裂時不發(fā)生交叉互換，也不考慮致死現(xiàn)象)自交子代出現(xiàn)短纖維抗蟲∶短纖維不抗蟲∶長纖維抗蟲＝2∶1∶1，則導(dǎo)入的B、D基因位于(　　) A.均在1號染色體上 B.均在2號染色體上 C.均在3號染色體上 D.B在2號染色體上，D在1號染色體上 答案　B 解析　如果B、D基因均在1號染色體上，AaBD生成的配子為：1ABD、1a，自交子代基因型為：1AABBDD、2AaBD、1aa，表現(xiàn)型為長纖維不抗蟲∶短纖維抗蟲＝1∶3，A錯誤；如果均在2號染色體上，AaBD生成的配子為：1aBD、1A，自交子代基因型為：1aaBBDD、2AaBD、1AA，表現(xiàn)型為短纖維抗蟲∶短纖維不抗蟲∶長纖維抗蟲＝2∶1∶1，B正確；如果均在3號染色體上，AaBD生成配子為：1ABD、1A、1a、1aBD，自交子代有4種表現(xiàn)型，C錯誤；如果B在2號染色體上，D在1號染色體上，AaBD生成配子為：1AD、1aB，自交子代基因型為：1AADD、2AaBD、1aaBB，表現(xiàn)型為短纖維抗蟲∶短纖維不抗蟲∶長纖維不抗蟲＝2∶1∶1，D錯誤。 2.(2014山東，28節(jié)選)果蠅的灰體(E)對黑檀體(e)為顯性，灰體純合果蠅與黑檀體果蠅雜交，在后代群體中出現(xiàn)了一只黑檀體果蠅。出現(xiàn)該黑檀體果蠅的原因可能是親本果蠅在產(chǎn)生配子過程中發(fā)生了基因突變或染色體片段缺失。現(xiàn)有基因型為EE、Ee和ee的果蠅可供選擇，請完成下列實驗步驟及結(jié)果預(yù)測，以探究其原因。(注：一對同源染色體都缺失相同片段時胚胎致死；各型配子活力相同) (1)實驗步驟：①用該黑檀體果蠅與基因型為________的果蠅雜交，獲得F1； ②F1自由交配，觀察、統(tǒng)計F2表現(xiàn)型及比例。 (2)結(jié)果預(yù)測：Ⅰ.如果F2表現(xiàn)型及比例為____________，則為基因突變； Ⅱ.如果F2表現(xiàn)型及比例為______________，則為染色體片段缺失。 答案　答案一：(1)實驗步驟：①EE　(2)結(jié)果預(yù)測：Ⅰ.灰體∶黑檀體＝3∶1?、?灰體∶黑檀體＝4∶1 答案二：(1)實驗步驟：①Ee　(2)結(jié)果預(yù)測：Ⅰ.灰體∶黑檀體＝7∶9 Ⅱ.灰體∶黑檀體＝7∶8 解析　分析題中信息可推知，后代群體中這只黑檀體果蠅的基因型為ee(基因突變)或_e(染色體片段缺失)，由于選擇隱性個體ee進(jìn)行雜交實驗，后代無性狀分離，無法判斷該個體的基因型，所以應(yīng)選擇基因型為EE或Ee的個體與變異個體進(jìn)行雜交，而選擇Ee個體進(jìn)行雜交后代配子種類多，計算繁瑣，最好選擇基因型為EE的個體與變異個體雜交。 方法一：選擇基因型為EE的個體與變異個體進(jìn)行雜交，過程如下： Ⅰ.若為基因突變，則： Ⅱ.若為染色體片段缺失，則： 計算方法提示：可采用配子法。 F1的雌雄配子均為 雌雄配子結(jié)合情況有EE＝＝ ee＝＝ __＝＝ Ee＝2＝ _E＝2＝ _e＝2＝ 方法二：選擇基因型為Ee的個體與變異個體進(jìn)行雜交，過程如下： Ⅰ.若為基因突變，則： 計算方法提示：可采用配子法。 F1的雌雄配子均為 雌雄配子結(jié)合情況有EE＝＝ ee＝＝ Ee＝2＝ Ⅱ.若為染色體片段缺失，則： 計算方法提示：可采用配子法。 F1的雌雄配子均為 雌雄配子結(jié)合情況有EE＝＝ ee＝＝ __＝＝ Ee＝2＝ _E＝2＝ _e＝2＝ 3.以一個具有正常葉舌的水稻純系的種子為材料，進(jìn)行輻射誘變實驗。將輻射后的種子單獨隔離種植，發(fā)現(xiàn)甲、乙兩株的后代各分離出無葉舌突變株，且正常株與無葉舌突變株的分離比例均為3∶1。經(jīng)觀察，這些葉舌突變都能真實遺傳。請回答： (1)甲和乙的后代均出現(xiàn)3∶1的分離比，表明輻射誘變處理均導(dǎo)致甲、乙中各有________個基因發(fā)生________性突變。甲株后代中，無葉舌突變基因的頻率為________。 (2)現(xiàn)要研究甲、乙兩株葉舌突變是發(fā)生在同一對基因上，還是發(fā)生在兩對基因上，請以上述實驗中的甲、乙后代分離出的正常株和無葉舌突變株為實驗材料，設(shè)計雜交實驗予以判斷。 ①實驗設(shè)計思路：選取甲、乙后代的___________進(jìn)行單株雜交，統(tǒng)計F1的表現(xiàn)型及比例。 ②預(yù)測實驗結(jié)果及結(jié)論： 若F1全為無葉舌突變株，則_____________；若F1________________，則_____________。 答案　(1)一　隱　50%(1/2) (2)①無葉舌突變株?、诩?、乙兩株葉舌突變是發(fā)生在同一對基因上　全為正常植株　甲、乙兩株葉舌突變是發(fā)生在兩對基因上 解析　(1)設(shè)相關(guān)的基因用A和a表示。已知親本是純合的正常葉舌，將輻射后的種子單獨隔離種植，出現(xiàn)的正常株與無葉舌突變株的分離比例均為3∶1，這是雜合子自交的結(jié)果，說明正常葉舌對無葉舌是顯性，進(jìn)而說明純合的正常葉舌親本的基因型是AA，經(jīng)輻射誘變后突變?yōu)锳a，即1個基因發(fā)生了隱性突變。甲株后代的基因型及其比例為1/4AA、2/4Aa和1/4aa，所以突變基因a的頻率＝純合子的頻率＋1/2雜合子的頻率＝1/4＋1/22/4＝1/2＝50%。 (2)要研究甲、乙兩株葉舌突變是發(fā)生在同一對基因上，還是發(fā)生在兩對基因上，其實驗設(shè)計思路是讓突變植株進(jìn)行雜交，即應(yīng)選取甲、乙后代的無葉舌突變株進(jìn)行單株雜交。若葉舌突變是發(fā)生在同一對基因上，則甲、乙后代的突變植株的基因型均為aa，二者雜交，后代都是無葉舌突變株；若葉舌突變是發(fā)生在兩對基因上，設(shè)另一對相關(guān)的基因用B和b表示，則甲、乙后代的突變植株的基因型分別為aaBB、AAbb，二者雜交，后代的基因型均為AaBb，都表現(xiàn)為正常植株。 4.黑麥為二倍體，1個染色體組中含有7條染色體，分別記為1～7號，其中任何1條染色體缺失均會造成單體，即二倍體黑麥中共有7種單體。單體在減數(shù)分裂時，未配對的染色體隨機移向細(xì)胞的一極。產(chǎn)生的配子可以隨機結(jié)合，后代出現(xiàn)二倍體、單體和缺體(即缺失一對同源染色體)三種類型。利用單體遺傳可以進(jìn)行基因的定位。請回答問題： (1)鑒別7種不同的單體可以采用的最簡單的方法是_________________________________。 (2)單體在減數(shù)分裂時，可以產(chǎn)生兩種染色體組成不同的配子，比例是________。 (3)已知黑麥的抗病與不抗病是一對相對性狀，且抗病對不抗病為顯性，但不知控制該性狀的基因位于哪條染色體上。若某純合品種黑麥表現(xiàn)為抗病，且為7號染色體單體。將該抗病單體植株與不抗病的正常二倍體植株雜交，通過分析后代的表現(xiàn)型可以判斷抗病基因是否位于7號染色體上。 ①若后代表現(xiàn)為____________________________________，則該基因位于7號染色體上； ②若后代表現(xiàn)為____________________________________，則該基因不位于7號染色體上； (4)若已確定抗病基因位于7號染色體上，則該抗病單體自交，后代抗病與不抗病的比例為________。 答案　(1)顯微鏡觀察　(2)1∶1 (3)①抗病和不抗病兩種類型　②抗病類型 (4)3∶1 解析　(1)1個染色體組中的7條染色體形態(tài)各不相同，因此不同的單體可以采用顯微鏡觀察進(jìn)行鑒別。(2)單體在減數(shù)分裂時，由于未配對的染色體隨機移向細(xì)胞的一極，因此產(chǎn)生的兩種配子數(shù)量相等。(3)若抗病基因位于7號染色體上，則該抗病單體產(chǎn)生含有抗病基因和不含抗病基因的兩種配子，后代出現(xiàn)兩種表現(xiàn)型；若該基因不位于7號染色體上，則為抗病純合子，后代均為抗病類型。(4)配子可以隨機結(jié)合，后代中二倍體、單體均表現(xiàn)為抗病，后代中抗病與不抗病的比例為3∶1。