微專題(四)生物變異類型的實驗探究假說—演繹法是指在觀察和分析的根底上提出問題以后,通過推理和想象提出解釋問題的假說,然后根據(jù)假說進行演繹推理,推出預測的結果,再通過實驗檢驗。如果實驗結果與預測相符,就可以認為假說是正確的;反之,那么可以認為假說是錯誤的。孟德爾發(fā)現(xiàn)基因別離定律和自由組合定律的過程就是利用了假說—演繹法。高考復習中,通過挖掘假說—演繹法的內涵,運用它解答遺傳設計題時可分解為3步:提出假說,正向演繹推理(結論→結果),逆向答題(結果→結論)。變異類型實驗探究題的答題步驟如下。1.可遺傳的變異和不遺傳的變異生物的變異有可遺傳的變異和不可遺傳的變異兩種情況,遺傳物質的改變或環(huán)境條件的改變都可以引起變異,判斷二者的不同是要看受環(huán)境因素影響還是受遺傳因素影響。【典例1】某生物興趣小組野外考查中,發(fā)現(xiàn)生長于背風向陽處的一株蒲公英葉型為全緣型,而生長于向風隱蔽處的一株蒲公英葉型為缺刻型。為確定這種不同的葉型是遺傳物質的差異引起的還是環(huán)境的差異引起的,該興趣小組進行了實驗探究。實驗材料:野外考查發(fā)現(xiàn)的上述兩株蒲公英的直根各一條(蒲公英可以采用分根繁殖);花盆;小鏟;剪刀;沃土等。方法步驟:(1)將全緣型葉蒲公英直根切成相似的兩段并標記為甲和乙,,分別埋于沃土中催芽。

(2)發(fā)芽后分別移栽到對應標號的花盆中,將。

(3)待蒲公英長出葉后,。

結果分析:a.。

b.。

審題指導實驗目的是探究蒲公英葉型不同是遺傳物質的差異引起還是環(huán)境的差異引起,自變量為不同葉型蒲公英和環(huán)境,因變量為葉型。故需要全緣型葉蒲公英和缺刻型葉蒲公英分組對照,以及背風向陽處和向風隱蔽處對照,因此全緣型葉蒲公英和缺刻型葉蒲公英都需要分別分兩組在背風向陽處和向風隱蔽處對照,共4組對照,觀察葉型。2.顯性突變與隱性突變的判斷由隱性基因突變成顯性基因(a→A)是顯性突變;由顯性基因突變成隱性基因(A→a)是隱性突變。絕大多數(shù)為隱性突變,一般不考慮兩個基因同時發(fā)生突變,即AA不考慮其突變?yōu)閍a。(1)假設在當代植株中表現(xiàn)新性狀,且突變性狀由一對等位基因控制。①假設該等位基因位于常染色體上,那么為顯性突變,即aa突變?yōu)锳a,直接表現(xiàn)新性狀。②假設該等位基因位于X染色體上,那么雌性個體中為顯性突變(XaXa→XAXa),雄性個體中可能為顯性突變(XaY→XAY),也可能為隱性突變(XAY→XaY)。③假設該等位基因位于Z染色體上,那么雄性個體中為顯性突變(ZaZa→ZAZa),雌性個體中可能為顯性突變(ZaW→ZAW),也可能為隱性突變(ZAW→ZaW)。(2)假設在當代植株中未表現(xiàn)新性狀,那么為隱性突變,用當代植株進行自交,子代出現(xiàn)性狀別離,新出現(xiàn)的性狀為隱性性狀?！镜淅?】研究人員對野生純合小鼠進行X射線處理后,得到一只雄性突變型小鼠,該小鼠只有位于一條染色體上的某基因發(fā)生突變?，F(xiàn)讓該突變型雄鼠與多只野生型雌鼠交配,以下推理不合理的是()A.假設該突變?yōu)轱@性突變且基因位于X染色體上,那么子代雌鼠全為突變型,雄鼠全為野生型B.假設該突變?yōu)殡[性突變且基因位于X染色體上,那么子代雌鼠全為野生型,雄鼠全為突變型C.假設該突變?yōu)轱@性突變且基因位于常染色體上,那么子代雌雄鼠中一半為野生型,一半為突變型D.假設該突變?yōu)轱@性突變且基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段上,那么子代雌鼠或雄鼠可能為突變型審題指導結合題意,可根據(jù)突變類型,寫出突變型雄鼠與野生型雌鼠的基因型,推測子代的基因型及表型情況。方法總結如何鑒別顯性突變和隱性突變(1)自交法選取多個具有突變性狀的親本進行自交,假設子代只表現(xiàn)突變性狀,那么控制相對性狀的基因的突變是隱性突變;假設子代既有突變性狀又有原有的性狀,那么控制相對性狀的基因的突變是顯性突變。(2)雜交法選取(多個)突變體與野生型進行雜交,假設子代只表現(xiàn)突變性狀,或者野生型和突變型性狀都有,那么控制相對性狀的基因的突變是顯性突變;假設子代只表現(xiàn)野生性狀,那么控制相對性狀的基因的突變是隱性突變。3.染色體變異與基因突變的判斷如果變異是由基因突變引起的,最可能是在減數(shù)分裂第一次分裂前的間期,DNA復制時發(fā)生基因突變,突變的基因遺傳給下一代遵循遺傳定律,子代表型會出現(xiàn)特定的比例。假設是由染色體變異引起的,如該變異是減數(shù)分裂過程中染色體片段缺失或整條染色體缺失,那么該變異遺傳給下一代時子代表型不出現(xiàn)特定的比例。【典例3】(2021山東煙臺一模)某二倍體雌雄同株植物的莖色紫色對綠色為顯性,受等位基因A/a的控制。科學家用X射線處理某純合紫株的花藥后,將獲得的花粉對綠株進行授粉,得到的F1中出現(xiàn)了1株綠株(M)。請答復以下問題。(1)等位基因是通過產生的,等位基因A、a的根本區(qū)別是。

(2)假設M是由基因突變造成的,那么發(fā)生突變的基因是(填“A〞或“a〞),發(fā)生突變的時間最可能為;假設M的出現(xiàn)是由染色體變異引起的,而且變異的配子活力不受影響(兩條染色體異常的受精卵不能發(fā)育),那么對M出現(xiàn)的合理解釋是。

(3)為了確定M是由基因突變導致的還是由染色體變異引起的,某科研人員利用雜交實驗進行探究:用雜交得到F1,F1自交,統(tǒng)計F2。假設F2,那么為基因突變導致的;假設F2,那么為染色體變異引起的。

審題指導純合紫莖基因型為AA,綠莖基因型是aa。用X射線處理某純合紫株的花藥后,將獲得的花粉對綠株進行授粉,得到的F1中出現(xiàn)了1株綠株M,該變異如果是基因突變導致的,那么花粉的基因A突變成a;如果是染色體變異導致的,該綠株M的體細胞中不含有A基因,只含有一個a基因。微專題(四)生物變異類型的實驗探究典例1答案(1)缺刻型葉蒲公英直根切成相似的兩段并標記為丙和丁(2)甲、丙花盆置于背風向陽處,乙、丁花盆置于向風隱蔽處(3)觀察四個花盆中蒲公英的葉型結果分析:a.甲、丙兩個花盆中的蒲公英的葉型為全緣型,乙、丁兩個花盆中蒲公英的葉型為缺刻型,那么葉型不同是環(huán)境的差異引起的b.甲、乙兩個花盆中的蒲公英的葉型為全緣型,丙、丁兩個花盆中蒲公英的葉型為缺刻型,那么葉型不同是遺傳物質的差異引起的解析如果為遺傳物質決定,那么甲、乙兩個花盆中的蒲公英由全緣型葉蒲公英直根發(fā)育而來,葉型為全緣型,丙、丁兩個花盆中蒲公英都由缺刻型葉蒲公英直根發(fā)育而來,葉型為缺刻型;如果為環(huán)境引起,那么甲、丙兩個花盆中的蒲公英都在背風向陽處,葉型為全緣型,乙、丁兩個花盆中蒲公英都在向風隱蔽處,葉型為缺刻型。典例2B假設相關基因用A、a表示,假設該突變?yōu)轱@性突變且基因位于X染色體上,該突變型雄鼠基因型為XAY,野生型雌鼠基因型為XaXa,子代基因型為XAXa和XaY,子代雌鼠全為突變型,雄鼠全為野生型,A項合理;假設該突變?yōu)殡[性突變且基因位于X染色體上,那么該突變型雄鼠基因型為XaY,野生型雌鼠基因型為XAXA,子代基因型為XAXa和XAY,子代雌雄鼠全為野生型,B項不合理;假設該突變?yōu)轱@性突變且基因位于常染色體上,那么該突變型雄鼠基因型為Aa,野生型雌鼠基因型為aa,子代基因型為Aa和aa,子代雌雄鼠中一半為野生型,一半為突變型,C項合理;假設該突變?yōu)轱@性突變且基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段上,那么該突變型雄鼠基因型為XAYa或XaYA,野生型雌鼠基因型為XaXa,子代基因型為XAXa、XaYa或XaXa、XaYA,子代雌鼠或雄鼠可能為突變型,D項合理。典例3答案(1)基因突變脫氧核糖核苷酸的排列順序不同(2)A減數(shù)分裂Ⅰ前的間期在減數(shù)分裂過程中發(fā)生了A基因的缺失或A基因所在的染色體整條缺失(3)綠株M與紫株純合親本莖色的性狀別離比紫色∶綠色=3∶1紫色∶綠色=6∶1解析(1)基因突變的結果是產生等位基因,A、a等位基因的遺傳信息不同,根本區(qū)別是基因中脫氧核糖核苷酸的排列順序不同。(2)如果M是基因突變導致的,最可能是在減數(shù)分裂Ⅰ前的間期,DNA復制時發(fā)生基因突變,A基因突變成a基因。假設M的出現(xiàn)是由染色體變異導致的,可能是在減數(shù)分裂過程中A基因所在的染色體片段缺失或A所在的染色體整條缺失。(3)確定M是由基因突變導致的還是由染色體變異導致的,可以讓M與純合紫莖親本進行雜交得到F1,讓F1自交得到F2,統(tǒng)計F2的莖色