高考生物大二轮专题复习学案第一篇模型9利用“假说-演绎法”解决生物变异实验探究题

模型9利用“假说—演绎法”解决生物变异实验探究题“假说—演绎法”指在观察和分析的基础上提出问题以后，通过推理和想象提出解释问题的某种假说，然后根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。孟德尔发现基因分离定律和自由组合定律的过程就是“假说—演绎法”的充分体现。高考复习中，通过挖掘“假说—演绎法”内涵，运用它解答遗传设计题时分解为3步：提出假设，正向演绎推理(结论→结果)，逆向答题(结果→结论)，取得了良好的效果。1.在普通的棉花中导入能控制合成毒素蛋白的B、D基因。已知棉花短纤维由基因A控制，现有一基因型为AaBD的短纤维抗虫棉植株(减数分裂时不发生交叉互换，也不考虑致死现象)自交子代出现短纤维抗虫∶短纤维不抗虫∶长纤维抗虫＝2∶1∶1，则导入的B、D基因位于()A．均在1号染色体上B．均在2号染色体上C．均在3号染色体上D．B在2号染色体上，D在1号染色体上答案B解析如果B、D基因均在1号染色体上，AaBD生成的配子为：1ABD、1a，自交子代基因型为：1AABBDD、2AaBD、1aa，表现型为长纤维不抗虫∶短纤维抗虫＝1∶3，A错误；如果均在2号染色体上，AaBD生成的配子为：1aBD、1A，自交子代基因型为：1aaBBDD、2AaBD、1AA，表现型为短纤维抗虫∶短纤维不抗虫∶长纤维抗虫＝2∶1∶1，B正确；如果均在3号染色体上，AaBD生成配子为：1ABD、1A、1a、1aBD，自交子代有4种表现型，C错误；如果B在2号染色体上，D在1号染色体上，AaBD生成配子为：1AD、1aB，自交子代基因型为：1AADD、2AaBD、1aaBB，表现型为短纤维抗虫∶短纤维不抗虫∶长纤维不抗虫＝2∶1∶1，D错误。2．果蝇的灰体(E)对黑檀体(e)为显性，灰体纯合果蝇与黑檀体果蝇杂交，在后代群体中出现了一只黑檀体果蝇。出现该黑檀体果蝇的原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。现有基因型为EE、Ee和ee的果蝇可供选择，请完成下列实验步骤及结果预测，以探究其原因。(注：一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死；各型配子活力相同)(1)实验步骤：①用该黑檀体果蝇与基因型为________的果蝇杂交，获得F1；②F1自由交配，观察、统计F2表现型及比例。(2)结果预测：Ⅰ.如果F2表现型及比例为____________，则为基因突变；Ⅱ.如果F2表现型及比例为______________，则为染色体片段缺失。答案答案一：(1)实验步骤：①EE(2)结果预测：Ⅰ.灰体∶黑檀体＝3∶1Ⅱ.灰体∶黑檀体＝4∶1答案二：(1)实验步骤：①Ee(2)结果预测：Ⅰ.灰体∶黑檀体＝7∶9Ⅱ.灰体∶黑檀体＝7∶8解析分析题中信息可推知，后代群体中这只黑檀体果蝇的基因型为ee(基因突变)或_e(染色体片段缺失)，由于选择隐性个体ee进行杂交实验，后代无性状分离，无法判断该个体的基因型，所以应选择基因型为EE或Ee的个体与变异个体进行杂交，而选择Ee个体进行杂交后代配子种类多，计算繁琐，最好选择基因型为EE的个体与变异个体杂交。方法一：选择基因型为EE的个体与变异个体进行杂交，过程如下：Ⅰ.若为基因突变，则：Ⅱ.若为染色体片段缺失，则：计算方法提示：可采用配子法。F1的雌雄配子均为eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)E,\f(1,4)e,\f(1,4)_))雌雄配子结合情况有EE＝eq\f(1,2)×eq\f(1,2)＝eq\f(1,4)ee＝eq\f(1,4)×eq\f(1,4)＝eq\f(1,16)__＝eq\f(1,4)×eq\f(1,4)＝eq\f(1,16)Ee＝2×eq\f(1,2)×eq\f(1,4)＝eq\f(1,4)_E＝2×eq\f(1,2)×eq\f(1,4)＝eq\f(1,4)_e＝2×eq\f(1,4)×eq\f(1,4)＝eq\f(1,8)方法二：选择基因型为Ee的个体与变异个体进行杂交，过程如下：Ⅰ.若为基因突变，则：计算方法提示：可采用配子法。F1的雌雄配子均为eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)E,\f(3,4)e))雌雄配子结合情况有EE＝eq\f(1,4)×eq\f(1,4)＝eq\f(1,16)ee＝eq\f(3,4)×eq\f(3,4)＝eq\f(9,16)Ee＝2×eq\f(3,4)×eq\f(1,4)＝eq\f(6,16)Ⅱ.若为染色体片段缺失，则：计算方法提示：可采用配子法。F1的雌雄配子均为eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)E,\f(1,2)e,\f(1,4)_))雌雄配子结合情况有EE＝eq\f(1,4)×eq\f(1,4)＝eq\f(1,16)ee＝eq\f(1,2)×eq\f(1,2)＝eq\f(1,4)__＝eq\f(1,4)×eq\f(1,4)＝eq\f(1,16)Ee＝2×eq\f(1,2)×eq\f(1,4)＝eq\f(1,4)_E＝2×eq\f(1,4)×eq\f(1,4)＝eq\f(1,8)_e＝2×eq\f(1,2)×eq\f(1,4)＝eq\f(1,4)3．以一个具有正常叶舌的水稻纯系的种子为材料，进行辐射诱变实验。将辐射后的种子单独隔离种植，发现甲、乙两株的后代各分离出无叶舌突变株，且正常株与无叶舌突变株的分离比例均为3∶1。经观察，这些叶舌突变都能真实遗传。请回答：(1)甲和乙的后代均出现3∶1的分离比，表明辐射诱变处理均导致甲、乙中各有________个基因发生________性突变。甲株后代中，无叶舌突变基因的频率为________。(2)现要研究甲、乙两株叶舌突变是发生在同一对基因上，还是发生在两对基因上，请以上述实验中的甲、乙后代分离出的正常株和无叶舌突变株为实验材料，设计杂交实验予以判断。①实验设计思路：选取甲、乙后代的________________进行单株杂交，统计F1的表现型及比例。②预测实验结果及结论：若F1全为无叶舌突变株，则_____________________；若F1________________，则_______________________________________。答案(1)一隐50%(1/2)(2)①无叶舌突变株②甲、乙两株叶舌突变是发生在同一对基因上全为正常植株甲、乙两株叶舌突变是发生在两对基因上解析(1)设相关的基因用A和a表示。已知亲本是纯合的正常叶舌，将辐射后的种子单独隔离种植，出现的正常株与无叶舌突变株的分离比例均为3∶1，这是杂合子自交的结果，说明正常叶舌对无叶舌是显性，进而说明纯合的正常叶舌亲本的基因型是AA，经辐射诱变后突变为Aa，即1个基因发生了隐性突变。甲株后代的基因型及其比例为1/4AA、2/4Aa和1/4aa，所以突变基因a的频率＝纯合子的频率＋1/2杂合子的频率＝1/4＋1/2×2/4＝1/2＝50%。(2)要研究甲、乙两株叶舌突变是发生在同一对基因上，还是发生在两对基因上，其实验设计思路是让突变植株进行杂交，即应选取甲、乙后代的无叶舌突变株进行单株杂交。若叶舌突变是发生在同一对基因上，则甲、乙后代的突变植株的基因型均为aa，二者杂交，后代都是无叶舌突变株；若叶舌突变是发生在两对基因上，设另一对相关的基因用B和b表示，则甲、乙后代的突变植株的基因型分别为aaBB、AAbb，二者杂交，后代的基因型均为AaBb，都表现为正常植株。4．黑麦为二倍体，1个染色体组中含有7条染色体，分别记为1～7号，其中任何1条染色体缺失均会造成单体，即二倍体黑麦中共有7种单体。单体在减数分裂时，未配对的染色体随机移向细胞的一极。产生的配子可以随机结合，后代出现二倍体、单体和缺体(即缺失一对同源染色体)三种类型。利用单体遗传可以进行基因的定位。请回答问题：(1)鉴别7种不同的单体可以采用的最简单的方法是_____________________________________________________________________________________________________。(2)单体在减数分裂时，可以产生两种染色体组成不同的配子，比例是________。(3)已知黑麦的抗病与不抗病是一对相对性状，且抗病对不抗病为显性，但不知控制该性状的基因位于哪条染色体上。若某纯合品种黑麦表现为抗病，且为7号染色体单体。将该抗病单体植株与不抗病的正常二倍体植株杂交，通过分析后代的表现型可以判断抗病基因是否位于7号染色体上。①若后代表现为___________________________________________________，则该基因位于7号染色体上；②若后代表现为_____________________________________________________，则该基因不位于7号染色体上；(4)若已确定抗病基因位于7号染色体上，则该抗病单体自交，后代抗病与不抗病的比例为________。答案(1)显微镜观察(2)1∶1(3)①抗病和不抗病两种类型②抗病类型(4)3∶1解析(1)1