解答遗传学探究分析试题要从假设突破

解答遗传学探究分析试题要从假设突破湖南省郴州市第三中学聂登福方晓囡提出假设并以假设和实验条件为前提进行验证性推导、分析、判断的假设演绎思维过程，是发现探究方法和解析出现频率高、得分率低的遗传探究分析型高考试题的基本路径之一。为了应对高考针对遗传探究分析能力的考察，要增强运用假设演绎思维方法的意识并加强这方面的训练。1．设计探究方案要从假设演绎着手例1．果蝇的长翅（V）与残翅（v）为常染色体上一对等位基因控制的相对性状。现有甲、乙两管果蝇，甲管中仅有长翅果蝇若干只，乙管中长翅与残翅果蝇各有若干只，两管内各种表现型的雌雄果蝇各半。已知两管内果蝇为亲子代关系，但不知两管内的果蝇谁为亲代谁为子代。请用杂交实验证明哪支试管内的果蝇为亲代（假设甲乙两管内果蝇都能繁殖，受精卵均能正常发育为成虫）。【解析】关键是弄清亲子代关系不同时两管内的显性长翅果蝇有无基因型的差异。甲与乙的亲子关系无非两种情况：假设1：甲是亲代，乙是子代假设2：乙是亲代，甲是子代甲管乙管乙管甲管长翅(Vv)×(Vv)长翅→长翅(VV、Vv)＋残翅(vv)长翅(VV)×(vv)残翅→长翅(Vv)两种假设前提下，乙管中长翅果蝇的基因型有差异，检验乙管内长翅果蝇中是否有杂合子即为探究方向。【答案】把乙管中若干只长翅果蝇跟残翅果蝇配对，每对果蝇分开饲养、相交，分别观察每对交尾后产生的子代的性状表现。若交尾后产生的子代中有残翅果蝇，则证明乙管中长翅果蝇有显性杂合子Vv，那么，乙管内果蝇为甲管内果蝇的子代……【方法点评】由为数不多的所有的可能性来提出假设→推导各种假设条件下的结果→比较各种假设条件下的结果差异→从验证差异的方向设计探究方案。2．判断性状的遗传方式有时需要按照假设演绎的思路进行推断例2．如图是某种由一对等位基因控制的遗传病的一个家族系谱图，通过DNA鉴定发现2号不携带致病基因。请据图回答：（1）＿＿＿类比孟德尔一对相对性状的豌豆杂交实验判断该病的显隐性。（2）该病为＿＿＿性遗传（填“隐”或“显”），＿＿＿（选填“能”或“不能”）确定致病基因是位于常染色体上还是X染色体上。【解析】不能类比孟德尔一对相对性状的杂交实验判断该病的显隐性，基因的遗传方式及在何种染色体上也是不确定的。显隐性的判定和遗传方式的判定是相互关联、互为条件的，两者均“未知”的情况下，只有对各种可能性进行验证性分析，先要想到全部的可能性，提出各种主要的假设。假设1：常染色体显性遗传。则1号、2号的基因型为与表现型相符的Aa、aa时，可以生育患病子、女和不患病子、女。由假设得出的结论符合题目条件，假设1成立。假设2：伴X显性遗传。1号与表现型相符的基因型为XAXa、2号与表现型相符的基因型为XaY时，可以生育患病子、女和不患病子、女。假设2成立。假设3：常染色体隐性遗传。与1、3、6号表现型相符的基因型为aa，与2、4、5号表现型相符的基因型为Aa，1号aa与2号Aa婚配可以生育隐性患者和携带者。但与“2号不携带致病基因”的条件不相符合。假设3不成立。假设4：伴X隐性遗传。与1号表现型相符的基因型应为XaXa，与2号表现型相符的基因型为XAY，不能生育患病女儿和正常儿子。假设4不符合题目条件，不成立。假设1、2成立，假设3、4不成立。该病为显性，不能确定致病基因是在常染色体还是X染色体上。【答案】（1）不能；（2）显常染色体或X。【方法点评】显隐性不能类比孟德尔一对相对性状的杂交实验单独判断，基因是在常染色体上还是X染色体上的判断又需要显隐性作为条件。需要对两组未知的、相互关联且互为条件的事件做出判断时，采用交叉组合的方法提出各种（全部）可能性作为假设，然后以题设条件推导、验证。即第一事件有A（显性）、a（隐性）两种情况，第二事件有B（基因在常染色体上）、b（基因在X染色体上）两种情况，分别以B和b作为条件推导验证A是否成立（是否符合题设各种条件）、推导验证a是否成立；或者分别以A和a作为条件推导验证B是否成立、推导验证b是否成立。然后比较结果对A和a分别做出判断，对B和b分别做出判断，或者按AB、Ab、aB和ab的组合做出判断。下结论的方法是（只有甲乙两种可能性时）：（1）假设甲与乙经推导验证都成立，不能确定结论是甲还是乙；假设甲成立，假设乙不成立，可以确定结论为甲。3．探究实验结果的预测要以假设为前提进行推断例3．（2012年新课标）一对毛色正常鼠交配产下多只鼠，其中一只雄鼠的毛色异常。分析认为，鼠毛色出现异常的原因有二：⑴一个亲本常染色体上一对等位基因中的一个基因突变的直接结果（控制毛色基因的显隐性未知）；⑵隐性基因携带者之间交配的结果（只涉及亲本常染色体上的一对等位基因）。为探究该鼠毛色异常的原因，用上述毛色异常雄鼠分别与其同一窝的多只雌鼠交配，得到多窝子代（假定这只雄鼠能正常生长发育，并具有生殖能力，后代可成活）。请预测结果并作出分析：（1）如果每窝子代毛色异常鼠和毛色正常鼠的比例为＿＿，则可推测毛色异常是＿＿性基因突变为＿＿性基因的直接结果，因为＿＿＿。（2）如果不同窝子代出现两种情况，一种是同一窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例为＿＿＿＿，另一种是同一窝子代全部表现为＿＿＿＿＿＿鼠，可推测毛色异常是隐性基因携带者之间交配的结果。【解析】依据试题设置的问题，可提出三种主要的假设，以假设及题设条件为前提进行推导。假设1：A突变为a假设2：a突变为A假设3：Aa×Aa若1个A突变为a，亲本都为显性，都有A基因，突变基因a在伴X遗传时才可直接决定雄性子代的毛色异常雄鼠的为Aa同窝雌鼠基因型为aa亲本的基因型为aaP：毛色正常Aa×Aa毛色正常↓1aa(异常毛色雄鼠)2Aa1AA毛色异常雄鼠×同窝雌鼠Aaaa↓毛色异常雄鼠×同窝雌鼠aa×AA；aa×Aa↓Aa50%Aa50%aa性状。若为常染色体遗传，突变基因a不能直接决定子代为隐性，子代性状还受另一亲本的显性基因的影响。与“一个亲本常染色体上一对等位基因中的一个基因突变的直接结果”不符合。50%Aa50%aa毛色异常鼠︰毛色正常鼠=1︰1每窝子代表现型有两种情况注意：审题要仔细，不要漏掉非专业术语中可能隐含条件限制，如此题中的“直接”一词。【答案】（1）1︰1隐显只有两个隐性基因纯合亲本中一个亲本的一个隐性基因突变为显性基因时，该毛色异常雄鼠为显性杂合，同窝所生的雌鼠为隐性纯合，毛色异常雄鼠和毛色正常雌鼠交配才能得到每窝毛色异常鼠与毛色正常鼠的比值均为1︰1的结果。（2）1︰1毛色正常。【方法点评】顺着题设问题提出假设，假设1与假设2就是由第⑴问“＿＿性基因突变为＿＿性基因”提出的，假设3由第⑵问提出。然后根据题设条件排除不成立的假设1，由可以成立的假设及题设条件推导出结果，依此结果表述对探究实验结果的预测。假设演绎是基本的科学思维方法，善于提出假设是具备一定基本科学素养的体现。许多实验探究分析型高考试题的解析需要从假设起始，然后以假设为前提，以核心概念和实验条件为依据进行推理、判断、验证或预测。解答有关遗传与变异的探究型习（试）题，掌握各种具体方法与技能是必要的，更重要的是运用科学的思维方法去发现解决问题的具体方法，从而培养探究分析能力和创造性思维能力。隐性突变基因的检测方法浅析山东省平度第一中学（266700）隋守世例析隐性突变基因的检测方法学习了遗传学的两大定律──基因分离定律和基因自由组合定律以及可遗传变异后，结合着教学过程中经常出现的“致死突变”这种题型，觉得有必要作为一个小专题，给学生总结一下有关隐性突变基因检测这部分的有关知识，以帮助学生归纳知识，提升分析问题的能力。1让突变基因表现出相应的表现型基因突变是由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变。它是分子水平的变化，在光学显微镜下是观察不到的，但是基因突变会产生新的基因，形成新的基因型，从而可能出现新的表现型，那么我们就可以从表现型的角度来推测是不是发生了隐性突变。例1：经EMS诱变处理后表现型优良的水稻植株也可能携带有害基因，为了确定是否携带有害基因，除基因工程方法外，可采用的方法还有哪些？分析：水稻是二倍体，表现优良的植株可能携带有害基因，推测若有突变发生的话，应该是隐性突变，为确定该基因是否有害要先让其表达出来，所以可用自交的方法，让突变的有害基因纯合，表现出有害性状；也可以用单倍体育种的方法来让隐性基因表达出来，即花药离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体，这样，也可以出现含有隐性基因的纯合子。以上事例，是设法使待检个体中的隐性基因表现出隐性性状来，从而达到检测的目的。这种方法在检测个体是纯合子还是杂合子方面也有着非常重要的应用，例如要检测某高茎豌豆的基因型是DD还是Dd，我们可以让其自交，如果，后代植株全部是高茎，说明亲本是纯合子DD；如果后代中既有高茎，又有矮茎，说明亲本是杂合子Dd。2利用突变基因的纯合致死效应检测二倍体生物的一对同源染色体上如果只存在一个隐性基因是不能表现出隐性性状的，我们可以通过自交的方式使基因纯合，表现出隐性性状，来确定隐性基因的存在。在诸多材料中，我们会接触到隐性纯合致死这样的信息，这样就可以通过后代的显隐性性状的比例来推断亲代的基因型，从而判断隐性基因的存在于否。2．1检测X染色体上的突变情况例2：假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应（胚胎致死），无其他性状效应。根据隐性纯合体的死亡率，隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射，为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变，请设计杂交实验并预测最终实验结果。实验步骤：①______________；②________________；③________________。结果预测：I如果________________，则X染色体上发生了完全致死突变；II如果_______________，则X染色体上发生了不完全致死突变；III如果_______________，则X染色体上没有发生隐性致死突变。分析：因为题中已经交代了该突变基因位于X染色体上，假设隐性基因是a,那么XaY是纯合致死的（注意充分把握题干信息──是胚胎致死，也就是说这只果蝇即便此时突变了，也不会死亡），现在的问题已经转化为检测雄果蝇的基因型是XaY还是XAY，此时最容易想到的方法是进行测交，即让待检个体与隐性纯合雌果蝇杂交，但是题目中没有所需个体。因此，只能利用题目中提供的野生型果蝇，可以选择该果蝇与正常雌果蝇杂交，得F1，再用F1互交（或F1雌蝇与正常雄蝇杂交），最后F2中雄蝇所占比例（或统计F2中雌雄果蝇所占比例）。根据具体情况做出结果预测。图解如下：若没有发生隐性致死突变，即X—Y没有死亡，则F2中雌雄比例为1：1；若发生完全致死突变，即X—Y全部在胚胎时期死亡，则F2中雌：雄=2：1；若发生不完全致死突变，即X—Y部分部在胚胎时期死亡，则F2中雌：雄在1：1～2：1之间。2．2检测常染色体上的突变情况利用平衡致死系进行检测。平衡致死系统也称永久杂种，在平衡致死系统中，一对同源染色体的两个成员分别带有一个座位不同的隐性致死基因，这两个致死基因始终处在个别的染色体上，从而以杂合状态保存不发生分离。例题3：将果蝇进行诱变处理后，其染色体上可能发生隐性突变、隐性致死突变或者不发生突变三种情况。怎样检测出其染色体上是否发生了隐性突变或隐性致死突变呢？遗传学家设计了巧妙的办法：利用一种“平衡致死系”可以检出2号染色体上是否发生了隐性突变或隐性致死突变。“翻翅平衡致死系”个体的体细胞中一条2号染色体上有一显性基因Cy（翻翅），这是纯合致死的；另一条2号染色体上有另一显性基因S（星状眼），也是纯合致死的。利用上述材料，完成以下题目：1．⑴“翻翅平衡致死系”雌雄个体相互交配，其遗传图解如下，请补充完善：⑵由上述遗传图解，可以得出的结论是：。2．现有一批经诱变处理的雄果蝇，遗传学家用翻翅作标志性状，利用上述平衡致死系设计了如下的杂交实验，通过三代杂交实验，就可以判断出这批雄果蝇2号染色体的其他位置上是否带有隐性突变或隐性致死突变基因，用m和n表