關(guān)鍵能力五邏輯推理——假說-演繹類能力解讀1.能力概述:“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假說,根據(jù)假說進(jìn)行演繹推理,推測出預(yù)測結(jié)果,再通過實驗來檢驗。2.思維流程:提醒:在題目中可能已經(jīng)完成了整個流程的一部分,只需將剩余步驟完成即可。典例剖析(2022·全國乙卷)某種植物的花色有白、紅和紫三種,花的顏色由花瓣中色素決定,色素的合成途徑是:白色紅色紫色。其中酶1的合成由基因A控制,酶2的合成由基因B控制,基因A和基因B位于非同源染色體上?；卮鹣铝袉栴}。(1)現(xiàn)有紫花植株(基因型為AaBb)與紅花雜合體(子)植株雜交,子代植株表現(xiàn)型及其比例為白色∶紅色∶紫色=2∶3∶3;子代中紅花植株的基因型是AAbb、Aabb;子代白花植株中純合體(子)占的比例是1/2。

(2)已知白花純合體的基因型有2種?，F(xiàn)有1株白花純合體植株甲,若要通過雜交實驗(要求選用1種純合體親本與植株甲只進(jìn)行1次雜交)來確定其基因型,請寫出選用的親本基因型、預(yù)期實驗結(jié)果和結(jié)論。答案：選用的親本基因型為AAbb。若子代花色全為紅花,則待測白花純合子基因型為aabb;若子代花色全為紫花,則待測白花純合子基因型為aaBB。【解析】現(xiàn)有紫花植株(基因型為AaBb)與紅花雜合子植株(基因型為Aabb)雜交,子代植株表現(xiàn)型及其比例是白色∶紅色∶紫色=(1/4)∶[(3/4)×(1/2)]∶[(3/4)×(1/2)]=2∶3∶3;子代中紅花植株的基因型是AAbb和Aabb;子代中白花植株的基因型及其比例為aaBb∶aabb=1∶1,其中純合子占的比例是1/2?！舅季S流程】利用假說-演繹法分析(2):白花純合子的基因型有aabb和aaBB2種,現(xiàn)有1株白花純合子植株甲,若選用1種純合子親本與植株甲只進(jìn)行1次雜交來確定其基因型,關(guān)鍵是測定該植株是否含有B基因,要使該基因能表現(xiàn)出來,就必須提供含A基因而不含B基因的個體與其雜交,所以所選親本基因型為AAbb(紅花純種植株)。一、提出假說:若甲的基因型為aabb(或若甲的基因型為aaBB)。二、演繹推理,設(shè)計實驗:讓植株甲與基因型為AAbb的紅花純種植株雜交。三、統(tǒng)計結(jié)果,得出結(jié)論。后代基因型均為Aabb,表現(xiàn)為紅花(或基因型均為AaBb,均表現(xiàn)為紫花),則假說成立。類題強(qiáng)化1.某假說認(rèn)為,雌性哺乳動物(XX)細(xì)胞中的兩條X染色體隨機(jī)失活,僅保持1條X染色體有轉(zhuǎn)錄活性,另一條X染色體固縮為巴氏小體進(jìn)而失去轉(zhuǎn)錄活性,雄性動物(XY)細(xì)胞中的X染色體始終保持轉(zhuǎn)錄活性。X染色體的隨機(jī)失活現(xiàn)象發(fā)生于胚胎早期,失活的X染色體通過有絲分裂傳向子細(xì)胞,并在子細(xì)胞中繼續(xù)保持失活狀態(tài)。下列實例可對此假說提供支持的是()①某同卵雙生姐妹(基因型相同),一個正常,一個為紅綠色盲②通常,對于伴X染色體顯性遺傳病,女性雜合子患者的病癥比男性患者輕③男性白化病患者與女性白化病患者的主要癥狀無明顯差異A.①② B.①③C.②③ D.①②③【解析】選A。一、提出假說。本題已給出假說:雌性哺乳動物(XX)細(xì)胞中的兩條X染色體隨機(jī)失活,僅保持1條X染色體有轉(zhuǎn)錄活性,另一條X染色體固縮為巴氏小體進(jìn)而失去轉(zhuǎn)錄活性,雄性動物(XY)細(xì)胞中的X染色體始終保持轉(zhuǎn)錄活性。二、演繹推理。同卵雙生姐妹一個正常一個為紅綠色盲,則該姐妹基因型為XHXh(h為色盲致病基因),姐妹中色盲患者的XH失活,①支持該假說;對于伴X染色體顯性遺傳病,女性雜合子中帶有致病基因的X染色體可以固縮為巴氏小體進(jìn)而失去轉(zhuǎn)錄活性,從而導(dǎo)致病癥比男性患者輕,②支持該假說;白化病的隱性致病基因位于常染色體上,所以③不支持該假說。2.(2024·菏澤二模)科研人員將兩個玉米螟抗性基因Bt導(dǎo)入普通玉米一條或兩條染色體上培育出多個品系的抗蟲玉米,含有基因Bt的花粉有一半敗育。下列有關(guān)獲得的抗蟲玉米品系的分析正確的是()A.玉米人工授粉的步驟是去雄→套袋→傳粉→套袋B.若導(dǎo)入一條染色體上,則該品系自交獲得的子代抗性玉米中能穩(wěn)定遺傳的個體占1/2C.若導(dǎo)入兩條染色體上,則該品系自交獲得的子代中抗性玉米占比為100%D.某品系與普通玉米雜交,若正交子代3/4有抗性,則反交子代3/5有抗性【解析】選D。玉米為雌雄異花,則人工授粉的步驟中無須去雄,A錯誤。假設(shè)導(dǎo)入一條染色體上,含有基因Bt的花粉有一半敗育,則該品系(BTBTO)自交,雌配子BTBT∶O(不含基因Bt的配子)=1∶1,而雄配子BTBT∶O=1∶2,則后代抗性玉米中BTBTBTBT∶BTBTO=1∶3,則能穩(wěn)定遺傳個體(BTBTBTBT)占1/4,B錯誤。假設(shè)兩個玉米螟抗性基因Bt導(dǎo)入普通玉米兩條同源染色體形成的配子都含有Bt,則該品系自交獲得的子代中抗性玉米占比為100%;若兩個玉米螟抗性基因Bt導(dǎo)入普通玉米兩條非同源染色體形成四種配子,其中不含有Bt基因的占1/4,則該品系自交獲得的子代中抗性玉米占比肯定不是100%,C錯誤。某品系與普通玉米雜交,若正交子代3/4有抗性,說明該品系為兩個玉米螟抗性基因Bt導(dǎo)入了普通玉米的兩條非同源染色體,該品系形成四種配子,其中不含有Bt基因的占1/4,正交子代有3/4有抗性,反交時含有基因Bt的花粉一半敗育,此時不含有Bt基因的占2/5,可知子代3/5有抗性,D正確。3.(2022·廣東高考)研究者將玉米幼苗置于三種條件下培養(yǎng)10天后(圖a),測定相關(guān)指標(biāo)(圖b),探究遮陰比例對植物的影響?；卮鹣铝袉栴}:(1)結(jié)果顯示,與A組相比,C組葉片葉綠素含量高,原因可能是適應(yīng)低光照條件,植物合成更多的葉綠素以捕獲更多光能。

【解析】(1)分析題圖b結(jié)果可知,培養(yǎng)10天后,A組葉綠素含量為4.2mg·dm-2,C組葉綠素含量為4.7mg·dm-2,原因可能是遮陰條件下玉米幼苗合成較多的葉綠素,以盡可能多地吸收光能。(2)比較圖b中B1與A組指標(biāo)的差異,并結(jié)合B2相關(guān)數(shù)據(jù),推測B組的玉米植株可能會積累更多的糖類等有機(jī)物,因而生長更快。

【解析】(2)圖b中B1組的葉綠素含量為5.3mg·dm-2,B2組的葉綠素含量為3.9mg·dm-2,A組葉綠素含量為4.2mg·dm-2;B1組的凈光合速率20.5μmolCO2·m-2·s-1,B2組的凈光合速率為7.0μmolCO2·m-2·s-1,A組凈光合速率為11.8μmolCO2·m-2·s-1,可推測B組的玉米植株總?cè)~綠素含量為(5.3+3.9)/2=4.6mg·dm-2,凈光合速率為(20.5+7.0)/2=13.75μmolCO2·m-2·s-1,兩項數(shù)據(jù)B組均高于A組,推測B組可能會積累更多的糖類等有機(jī)物,因而生長更快。(3)某興趣小組基于上述B組條件下玉米生長更快的研究結(jié)果,作出該條件可能會提高作物產(chǎn)量的推測,由此設(shè)計了初步實驗方案進(jìn)行探究:實驗材料:選擇前期光照條件一致、生長狀態(tài)相似的某玉米品種幼苗90株。

實驗方法:按圖a所示的條件,分A、B、C三組培養(yǎng)玉米幼苗,每組30株;其中以A組為對照,并保證除遮陰比例外其他環(huán)境條件一致。收獲后分別測量各組玉米的籽粒重量。

結(jié)果統(tǒng)計:比較各組玉米的平均單株產(chǎn)量。分析討論:如果提高玉米產(chǎn)量的結(jié)論成立,下一步探究實驗的思路是探究能提高作物產(chǎn)量的具體的最適遮陰比例是多少(探究該條件是否可以提高其他作物的產(chǎn)量,探究擴(kuò)大種植面積后該條件是否還可以提高玉米產(chǎn)量,探究該條件使玉米增產(chǎn)的具體原因)。

【解析】(3)利用假說—演繹法分析如下:一、提出假說。在本題中假說已經(jīng)給出:遮陰可能會提高作物產(chǎn)量。二、演繹推理,設(shè)計實驗。該實驗?zāi)康氖翘骄吭贐組條件下作物產(chǎn)量可能會提高。該實驗自變量為遮陰比例,因變量為作物產(chǎn)量,可用籽粒重量表示。實驗設(shè)計應(yīng)遵循對照原則、單一變量原則、等量原則等,無關(guān)變量應(yīng)保持相同且適宜,故實驗設(shè)計如下:實驗材料:選擇前期光照條件一致、生長狀態(tài)相似的某玉米品種幼苗90株。實驗方法:按圖a所示條件,分為A、B、C三組培養(yǎng)玉米幼苗,每組30株;其中以A組為對照,并保證除遮陰條件外其他環(huán)境條件一致,收獲后分別測量各組玉米的籽粒重量。三、統(tǒng)計結(jié)果,得出結(jié)論。統(tǒng)計各組玉米的平均單株產(chǎn)量,便可得出結(jié)論。分析討論:如果B組遮陰條件下能提高作物產(chǎn)量,則下一步需要探究能提高作物產(chǎn)量的具體的最適遮陰比例是多少。【解題指南】理清題目的實驗過程,初始實驗?zāi)康?先是探究遮陰比例對植物的影響,進(jìn)行3組實驗,A組未遮陰,B組植株一半遮陰(50%遮陰),C株全遮陰(100%遮陰)。測量各組葉綠素含量及凈光合速率。根據(jù)結(jié)果推測遮陰可能提高作物產(chǎn)量。第(3)小題的實驗?zāi)康氖菍φ陉幨欠衲芴岣咦魑锂a(chǎn)量進(jìn)行探究。若推測成立,進(jìn)一步的探究思路應(yīng)該是探究能提高作物產(chǎn)量的具體的最適遮陰比例是多少。4.某XY型雌雄異體二倍體植物的花色由兩對等位基因(A/a,B/b)控制,其中基因A和B分別控制紅色和藍(lán)色色素合成;兩種色素同時出現(xiàn)時表現(xiàn)為紫色花,兩種色素均不出現(xiàn)時表現(xiàn)為白色花。所有基因型的植株都能正常生長和繁殖,不考慮突變及染色體互換。為確定兩對基因是否為伴性遺傳,現(xiàn)用兩株植物做親本進(jìn)行雜交實驗,并將F1進(jìn)行隨機(jī)授粉,實驗結(jié)果如表所示。P♂紅♀藍(lán)F1的表型及比例♂紫♂紅♀紫♀紅1111F2的表型及比例♂紫♂紅♂藍(lán)♂白♀紫♀紅♀藍(lán)♀白6182615953(1)上述實驗過程中不需對植株進(jìn)行去雄處理,原因是該植物雌雄異體為單性花,不會發(fā)生自花傳粉。

【解析】(1)該植物雌雄異體為單性花,不會發(fā)生自花傳粉,因此實驗過程中不需對植株進(jìn)行去雄處理。(2)根據(jù)實驗結(jié)果可推知A/a位于常染色體上,判斷依據(jù)是F2的雌雄個體中能合成紅色色素和不能合成紅色色素的比例均為3∶1。

F2紅花植株中純合子所占比例為1/3。

【解析】(2)據(jù)題意可知,基因A和B分別控制紅色和藍(lán)色色素合成,紫色花、紅色花、藍(lán)色花、白色花基因型分別為A_B_、A_bb、aaB_、aabb,F2的雌雄個體中能合成紅色色素和不能合成紅色色素的比例均為3∶1,所以A/a位于常染色體上;F2中雌雄的表型比例并不相等,因此至少一對等位基因位于性染色體上,A/a位于常染色體上,則B/b位于X染色體上,親代基因型為AAXbY(紅花)、aaXBXb(藍(lán)花),F1基因型為AaXBXb(紫花)、AaXbXb(紅花)、AaXBY(紫花)、AaXbY(紅花),得到F2過程可拆分為Aa×Aa、(XBXb、XbXb)×(XBY、XbY),F2的雌性個體的表型及比例(3∶1)(5∶3)=15∶5∶9∶3,雄性個體的表型及比例(3∶1)(2∶6)=6∶2∶18∶6,符合題意,F2中紅花植株基因型及比例為A_XbXb(其中AA∶Aa=1∶2)和A_XbY(其中AA∶Aa=1∶2),純合子占1/3。(3)某同學(xué)認(rèn)為利用本雜交實驗中的植株設(shè)計雜交實驗,難以判斷Y染色體上是否存在B/b基因,推測其依據(jù)是Y上有無b基因雜交結(jié)果均相同。

現(xiàn)有純合的紅花和藍(lán)花群體,請以這兩個群體做材料設(shè)計雜交實驗判斷Y染色體上是否存在B/b基因(要求:①只雜交一次;②僅根據(jù)子代雄株表型預(yù)期結(jié)果;③不根據(jù)子代性狀的比例預(yù)期結(jié)果)。實驗思路:選取紅花雌株與藍(lán)花雄株進(jìn)行雜交,觀察子代雄株表型。

預(yù)期結(jié)果并得出結(jié)論:若子代雄株均為紫花,則Y染色體上存在B/b基因;若子代雄株均為紅花,則不存在。

【解析】(3)假定Y上有b基因,則親代基因型為AAXbYb(紅花)、aaXBXb(藍(lán)花),F1基因型為AaXBXb(紫花)、AaXbXb(紅花)、AaXBYb(紫花)、AaXbYb(紅花),得到F2過程可拆分為Aa×Aa、(XBXb、XbXb)×(XBYb、XbYb),F2的雌性個體的表型及比例為(3∶1)(5∶3)=15∶5∶9∶3,雄性個體的表型及比例為(3∶1)(2∶6)=6∶2∶18∶6,與Y上無b基因結(jié)果一樣,因此難以判斷Y染色體上是否存在B/b基因。只雜交一次判斷Y染色體上是否存在B/b基因,即判斷B/b位于XY同源區(qū)段,還是只位于X染色體上,可用假說—演繹法分析如下:一、提出假說。假設(shè)B/b在Y染色體上。二、演繹推理,設(shè)計實驗。用隱雌顯雄法,即選用紅花雌株(AAXbXb)與藍(lán)花雄株(aaXBYB)進(jìn)行雜交。三、統(tǒng)計結(jié)果,得出結(jié)論。統(tǒng)計子代雄株表型,若后代雄株均為紫花(AaXbYB),則假設(shè)成立。假定Y染色體上不存在B/b基因,即親代基因型為AAXbXb×aaXBY,后代雄株均為紅花(AaXbY)。5.擬南芥(2n=10,染色體記為Ⅰ~Ⅴ號)為一年生草本,高20~30厘米,總狀花序,雌雄同花,閉花受粉,是遺傳領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的模式植物,被譽(yù)為“植物中的果蠅”。野生型擬南芥無潮霉素抗性基因,對潮霉素敏感,基因型記為hh,科研人員將潮霉素抗性基因(H)轉(zhuǎn)入野生型擬南芥中培育成轉(zhuǎn)基因擬南芥,進(jìn)行了相關(guān)科學(xué)研究。(1)自然狀態(tài)下,擬南芥一般是純種(填“純種”或“雜種”),除此之外,擬南芥適合作為遺傳模式植物的優(yōu)點還有擬南芥的染色體數(shù)目少,基因組簡單,便于遺傳分析,為一年生草本,繁殖周期短,產(chǎn)生種子數(shù)量多、后代數(shù)量多,植株矮小易培育(答出兩點即可)。

【解析】(1)分析題意可知:擬南芥是雌雄同花,閉花受粉,所以自然狀態(tài)下,擬南芥一般都是自交,故一般都是純種;除此之外,擬南芥的染色體數(shù)目少,基因組簡單,便于遺傳分析,為一年生草本,繁殖周期短,產(chǎn)生種子數(shù)量多、后代數(shù)量多,植株矮小易培育,所以擬南芥適合作為遺傳模式植物。(2)若將成功轉(zhuǎn)入兩個H基因的轉(zhuǎn)基因擬南芥與野生型擬南芥雜交,子代抗性∶敏感=1∶1,試