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2019年高考生物 熱點題型提分策略 專題08 利用“假說—演繹法”解決生物變異實驗探究題學(xué)案 “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 2．某遺傳實驗小組用純合的紫花香豌豆(AABB)和白花香豌豆(aabb)雜交，得到F1植株366棵，全部表現(xiàn)為紫花，F(xiàn)1自交后代有1 650棵，性狀分離比為9∶7。同學(xué)甲認為F1產(chǎn)生配子時不遵循自由組合定律，同學(xué)乙認為F1產(chǎn)生配子時遵循自由組合定律。 （1）你認為同學(xué)乙對香豌豆花色遺傳的解釋是__________________________________。 （2）請設(shè)計一個實驗證明你的解釋是否正確。 實驗步驟： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 實驗結(jié)果及結(jié)論： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 【答案】（1）基因型為A_B_的香豌豆開紫花，基因型為aaB_、A_bb、aabb的香豌豆開白花　 （2）實驗步驟：①第一年選用F1植株與親本開白花的香豌豆測交，得到香豌豆種子　 ②第二年將香豌豆種子種植，統(tǒng)計花的種類及數(shù)量 實驗結(jié)果及結(jié)論：①如果紫花與白花的比例約為1∶3，說明F1產(chǎn)生配子時遵循自由組合定律　 ②如果紫花與白花的比例為其他比例，說明F1產(chǎn)生配子時不遵循自由組合定律 【解析】自由組合定律的實質(zhì)是減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時，同源染色體上的等位基因分離、非同源染色體上的非等位基因自由組合。因此該題中F1產(chǎn)生的配子有四種，自交后代的基因型有9種，但是表現(xiàn)型只有兩種，這是因為基因型為A_B_的香豌豆開紫花，基因型為a_B_、A_b_、aabb的香豌豆開白花。驗證F1產(chǎn)生配子是否遵循自由組合定律，一般采用測交的方法，根據(jù)預(yù)期結(jié)果可以得出相應(yīng)結(jié)論。 3．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】一：（1）實驗步驟：①EE　 （2）結(jié)果預(yù)測：Ⅰ．灰體∶黑檀體＝3∶1　 Ⅱ．灰體∶黑檀體＝4∶1 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行雜交，而選擇Ee個體進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＝ 4．以一個具有正常葉舌的水稻純系的種子為材料，進行輻射誘變實驗。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　 ②甲、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行雜交，即應(yīng)選取甲、乙后代的無葉舌突變株進行單株雜交。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。 5．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 6．燕麥穎色有黑色、黃色和白色三種，由B、b和Y、y兩對等位基因控制，只要基因B存在，植株就表現(xiàn)為黑穎。為研究燕麥穎色的遺傳規(guī)律，進行了如圖所示的雜交實驗。分析回答： （1）圖中親本中黑穎的基因型為________，F(xiàn)2中白穎的基因型是________。 （2）F1測交后代中黃穎個體所占的比例為____________。F2黑穎植株中，部分個體無論自交多少代，其后代仍然為黑穎，這樣的個體占F2黑穎燕麥的比例為________。 （3）現(xiàn)有兩包標(biāo)簽遺失的黃穎燕麥種子，請設(shè)計實驗方案，確定黃穎燕麥種子的基因型。有已知基因型的黑穎(BBYY)燕麥種子可供選用。 實驗步驟： ①________________________________________________________________________； ②F1種子長成植株后，______________________________________________________。 結(jié)果預(yù)測： ①如果____________________，則包內(nèi)種子基因型為bbYY； ②如果____________________，則包內(nèi)種子基因型為bbYy。 【答案】（1）BByy　 bbyy　 （2）1/4　 1/3　 （3）實驗步驟：①將待測種子分別單獨種植并自交，得F1種子　 ②按穎色統(tǒng)計植株的比例　 結(jié)果預(yù)測：①全為黃穎　 ②既有黃穎又有白穎，且黃穎∶白穎≈3∶1 7．某二倍體豌豆種群有七對明顯的相對性狀，基因控制情況見下表?；卮鹣铝袉栴}： 性狀 等位基因 顯性 隱性 種子的形狀 A—a 圓粒 皺粒 莖的高度 B—b 高莖 矮莖 子葉的顏色 C—c 黃色 綠色 種皮的顏色 D—d 灰色 白色 豆莢的形狀 E—e 飽滿 不飽滿 豆莢的顏色(未成熟） F—f 綠色 黃色 花的位置 G—g 腋生 頂生 （1）如上述七對等位基因之間是自由組合的，則該豌豆種群內(nèi)，共有_______種基因型、______種表現(xiàn)型。 （2）將高莖、花腋生、白種皮的豌豆與矮莖、花頂生、灰種皮的豌豆雜交得F1，F(xiàn)1自交得F2，F(xiàn)2中高莖、花腋生、灰種皮的豌豆占27/64，則控制這三對相對性狀的等位基因位于___對同源染色體上。 （3）現(xiàn)有各種類型的該豌豆的純合子和雜合子(單雜合子、雙雜合子、多對基因的雜合子等) 的豌豆種子，請設(shè)計最簡單的實驗方案，探究控制豌豆豆莢形狀和豆莢顏色的基因的遺傳是否遵循基因的自由組合定律: ①實驗方案是____________________________________________，觀察子代的豆莢形狀和顏色。 ②預(yù)期結(jié)果與結(jié)論：如出現(xiàn)______________________________，則控制豌豆豆莢形狀和顏色的基因位于兩對同源染色體上，遵循基因的自由組合定律。如出現(xiàn)____________________________，則控制豌豆豆莢形狀和顏色的基因位于同一對同源染色體上，不遵循基因的自由組合定律。（只要求寫出表現(xiàn)型的種類數(shù)以及比例） 【答案】（1）37（2187） 27（128） （2）3 （3）①取豌豆豆莢飽滿、豆莢顏色為綠色的雙雜合子豌豆種子種植并讓其自交 ②4種表現(xiàn)型且比例接近于9∶3∶3∶1 2種表現(xiàn)型且比例為3∶1或4種表現(xiàn)型，但比例不是9∶3∶3∶1 【解析】（1）如上述七對等位基因之間是自由組合的，根據(jù)自由組合原則，由于每對等位基因可形成三種基因型，該豌豆種群內(nèi)，共有37種基因型；每對等位基因可產(chǎn)生2種表現(xiàn)型，則共產(chǎn)生27種表現(xiàn)型。（2）將髙莖、花腋生、白種皮的豌豆與矮莖、花頂生、灰種皮的豌豆雜交得F1， F1自交得F2，F(xiàn)2中高莖、花腋生、灰種皮的豌豆占3/43/43/4=27/64，說明該三對等位基因自由組合，即三對等位基因分別位于三對同源染色體上。（3）若探究控制豌豆豆莢形狀和豆莢顏色的基因的遺傳是否遵循基因的自由組合定律：①實驗方案是取豌豆豆莢飽滿、豆莢顏色為綠色的雙雜合子豌豆種子種植并讓其自交，觀察子代的豆莢形狀和顏色。②預(yù)期結(jié)果與結(jié)論：如出現(xiàn) 4種表現(xiàn)型且比例接近于9∶3∶3∶1，則控制豌豆豆莢形狀和顏色的基因位于兩對同源染色體上，遵循基因的自由組合定律；若出現(xiàn) 2種表現(xiàn)型且比例為3∶1或4種表現(xiàn)型，但比例不是9∶3∶3∶1，則控制豌豆豆莢形狀和顏色的基因位于同一對同源染色體上，不遵循基因的自由組合定律。