資源簡介

高考生物科學(xué)探究系列
2　實驗假說的提出和結(jié)論的歸納
1．假設(shè)與結(jié)論
假設(shè)是根據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論、事實，對所研究的對象設(shè)想出的一種或幾種可能性的答案和解釋。若實驗結(jié)果與預(yù)期結(jié)果一致，則得出與先前的假設(shè)一致的結(jié)論，即假設(shè)成立；反之，假設(shè)不成立。
2．探究性實驗和驗證性實驗的區(qū)別
比較項目 探究性實驗 驗證性實驗
概念 指實驗者在不知實驗結(jié)果的前提下，通過自己進行實驗、探索、分析、研究得出結(jié)論，從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動 指實驗者針對已知的實驗結(jié)果而進行的以驗證實驗結(jié)果、鞏固和加強有關(guān)知識內(nèi)容、培養(yǎng)實驗操作能力為目的的重復(fù)性實驗
實驗 目的 探索研究對象的未知屬性、特征以及與其他因素的關(guān)系 驗證已知對象的已知屬性、特征以及與其他因素的關(guān)系
實驗 假設(shè) 假設(shè)一般采用“如果A，則B”的形式表達，是根據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論、事實，對所要研究的對象設(shè)想出一種或幾種可能的答案和解釋 因結(jié)論是已知的，故不存在假設(shè)問題
1．(2022·河北衡水中學(xué)模擬預(yù)測)科學(xué)興趣小組偶然發(fā)現(xiàn)一突變植株，突變性狀是由一條染色體上的某個基因突變產(chǎn)生的。(假設(shè)突變性狀和野生性狀分別由一對等位基因A、a控制)為了進一步了解突變基因的顯隱性和在染色體中的位置，設(shè)計了雜交實驗方案：利用該株突變雄株與多株野生純合雌株雜交；觀察記錄子代中雌雄植株中野生性狀和突變性狀的數(shù)量。下列說法不正確的是(　　)
A．如果突變基因位于Y染色體上，則子代雄株全為突變性狀，雌株全為野生性狀
B．如果突變基因位于X染色體上且為顯性，則子代雄株全為野生性狀，雌株全為突變性狀
C．如果突變基因位于X和Y的同源區(qū)段，且為顯性，則子代雄株和雌株全為野生性狀
D．如果突變基因位于常染色體上且為顯性，則子代雄株雌株各有一半野生性狀
C　[如果突變基因位于Y染色體上，則親本的基因型為XYA和XX，子代中雄株全為突變性狀，雌株全為野生性狀，A正確。如果突變基因位于X染色體上且為顯性，則親本的基因型為XAY和XaXa，子代中雄株全為野生性狀，雌株全為突變性狀，B正確。如果突變基因位于X和Y的同源區(qū)段，且為顯性，則親本中雌株的基因型為XaXa，根據(jù)題中信息“突變性狀是由一條染色體上的某個基因突變產(chǎn)生的”，則該株突變雄株的基因型為XAYa或XaYA，若該株突變雄株的基因型為XAYa，則后代雄株全為野生性狀，雌株全為突變性狀；若該株突變雄株的基因型為XaYA，則后代雄株全為突變性狀，雌株全為野生性狀，C錯誤。如果突變基因位于常染色體上且為顯性，則親本的基因型為Aa和aa，子代中雌雄植株都有一半是野生性狀，一半是突變性狀，D正確。故選C。]
2．(多選)(2022·江蘇新沂高三階段練習(xí))家蠶(2n＝56)的性別決定方式為ZW型(ZZ為雄性，ZW為雌性)，家蠶不耐熱，夏季飼養(yǎng)時死亡率升高，產(chǎn)繭量下降。研究人員用誘變育種的方法獲得了一只耐熱(基因D控制)的雄蠶，同時發(fā)現(xiàn)D/d基因所在的同源染色體出現(xiàn)異常(染色體如圖所示)，家蠶中至少有一條正常的Z染色體才能存活。相關(guān)判斷合理的是(　　)
A．圖示家蠶的變異類型為染色體片段的缺失和基因中堿基對的缺失
B．該雄蠶與不耐熱雌蠶雜交，若子代雌雄比為1∶1，則D基因位于常染色體上
C．該雄蠶與不耐熱雌蠶雜交，若子代雌雄比為1∶2，則D基因位于Z染色體上
D．該雄蠶與不耐熱雌蠶雜交，若只在雄蠶中出現(xiàn)耐熱性狀，則D基因位于正常的Z染色體上
BC　[圖示家蠶異常染色體缺失了一段，變異類型為染色體片段的缺失，同時誘變育種的方法獲得D基因，屬于基因突變，但不一定是堿基對的缺失，A錯誤。用該雄蠶與不耐熱雌蠶雜交，由題知家蠶中至少有一條正常的Z染色體才能存活，所以若染色體缺失位于性染色體會出現(xiàn)致死，如果后代雌雄比例為1∶1，則D/d基因位于常染色體上，B正確。若D/d基因位于Z染色體上，則該雄蠶與不耐熱雌蠶雜交后代中ZDW(或ZdW)死亡，故雌雄比為1∶2，若只在雄蠶中出現(xiàn)耐熱性狀，則D基因位于異常的Z染色體上，C正確，D錯誤。故選BC。]
3．(2022·江蘇徐州專題練習(xí))如圖為一對雌雄果蠅體細胞的染色體圖解，其中紅眼(A)對白眼(a)為顯性，長翅(D)對殘翅(d)為顯性，題表為果蠅性染色體組成與其性別的關(guān)系，雌果蠅(XXY)產(chǎn)生的可育配子中性染色體有1條或2條。分析圖和表回答以下問題：
性染色 體組成 XY XX XXX XXY XO XYY YY
性別 雄性 雌性 超雌性(死亡) 雌性 雄性 雄性 超雄性(死亡)
(1)摩爾根通過果蠅的眼色遺傳證明基因在染色體上的研究方法是 。
(2)果蠅眼色與翅色兩對相對性狀的遺傳遵循 定律，原因是
__________________________________________________________________。
(3)若這一對雌雄果蠅交配，則F1中的白眼殘翅果蠅的基因型是 ，F(xiàn)1的雌果蠅中雜合子所占的比例是 ；若僅考慮果蠅的翅型遺傳，讓F1的長翅果蠅自由交配，則F2的長翅果蠅中純合子所占的比例是 。
(4)若長翅紅眼雄果蠅和長翅白眼雌果蠅交配，產(chǎn)下一只染色體組成為XXY的殘翅白眼果蠅，則該果蠅的產(chǎn)生與 有關(guān)，在 時異常所致。
(5)某一次的雜交實驗中，產(chǎn)生了一只殘翅白眼雌果蠅，原因有以下兩種可能性：①環(huán)境因素改變了果蠅的表型，遺傳物質(zhì)未變。②親本減數(shù)分裂發(fā)生基因突變；請設(shè)計簡單的雜交實驗，探究該雌果蠅產(chǎn)生的原因。
實驗步驟：
選擇 個體與該雌果蠅進行雜交；統(tǒng)計后代的性狀表型和比例
結(jié)果預(yù)測：
若后代雌果蠅均表現(xiàn)為紅眼，雄果蠅全為紅眼或紅眼∶白眼為1∶1，則為第一種原因造成的；若 ，則為第二種原因造成的。
[解析]　(1)摩爾根利用假說—演繹法、以果蠅為實驗材料，證明了控制果蠅眼色的基因在染色體上。
(2)分析題圖可知，D(d)位于常染色體上，A(a)位于X染色體上，兩對等位基因分別位于2對同源染色體上，因此遵循自由組合定律。
(3)圖中雌果蠅的基因型是DdXAXa，雄果蠅的基因型是DdXAY，二者雜交，F(xiàn)1中白眼殘翅果蠅的基因型是ddXaY，F(xiàn)1雌性果蠅中純合子的概率是1/2×1/2＝1/4，則雜合子所占的比例是1－1/4＝3/4；若僅考慮果蠅的翅型遺傳，讓F1的長翅果蠅自由交配，由于長翅的基因型和比例為1/3DD、2/3Dd，所以D＝2/3，d＝1/3，則F2中的長翅果蠅DD＝2/3×2/3＝4/9，Dd＝2×1/3×2/3＝4/9，則F2的長翅果蠅中純合子所占的比例是1/2。
(4)若長翅紅眼雄果蠅和長翅白眼雌果蠅交配，產(chǎn)下一只染色體組成為XXY的殘翅白眼果蠅，其基因型為XaXaY，由于親本雄性不含a基因，所以該果蠅的產(chǎn)生與親本雌果蠅有關(guān)，應(yīng)為減數(shù)第一次分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期時異常形成XaXa的卵細胞所致。
(5)由題意知，白眼殘翅雌果蠅可能是環(huán)境因素改變了果蠅的表型，遺傳物質(zhì)未變，該白眼殘翅雌果蠅的基因型是ddXAXa或ddXAXA；基因突變產(chǎn)生，該果蠅的基因型是ddXaXa。如果是環(huán)境改變引起，遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生變化，則不能遺傳給后代，如果是親本基因突變造成的，則可以遺傳給后代。探究該白眼雌果蠅產(chǎn)生的原因的實驗步驟：
選擇正常紅眼雄果蠅個體與該雌果蠅進行雜交；統(tǒng)計后代的性狀表型和比例。
結(jié)果預(yù)期及結(jié)論：
若是環(huán)境因素改變了果蠅的表型，遺傳物質(zhì)未變，則待測果蠅的基因型是XAXA或XAXa，雄果蠅的基因型為XAY，后代雌果蠅均表現(xiàn)為紅眼，雄果蠅全為紅眼或紅眼∶白眼＝1∶1；如果是基因突變引起的，則待測果蠅的基因型是XaXa，雄果蠅的基因型為XAY，后代雌果蠅均為紅眼，雄果蠅均為白眼。
[答案]　(1)假說—演繹法　(2)自由組合　控制這兩對性狀的基因位于不同對的同源染色體上　(3)ddXaY　3/4　1/2　(4)雌果蠅　減數(shù)第一次分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期　(5)正常紅眼雄果蠅　后代雌果蠅均為紅眼，雄果蠅均為白眼
(教師用書獨具)
1．(2022·江蘇蘇州高三期末)十姐妹鳥(2n＝40)是一種家養(yǎng)觀賞性鳥，頭頂毛型有菊花頭和平頭兩種，由一對等位基因A/a控制；眼睛顏色有白紅眼和黑花眼兩種，且黑花眼為顯性，由一對等位基因B/b控制。取兩對菊花頭黑花眼雌雄鳥進行雜交，產(chǎn)生足夠多的子代，F(xiàn)1中菊花頭與平頭比例均為2∶1；兩組F1的所有個體中，黑花眼雄鳥∶黑花眼雌鳥∶白紅眼雌鳥為4∶3∶1。不考慮突變及性染色體同源區(qū)段的遺傳。回答下列問題：
(1)欲研究十姐妹鳥的基因組序列，需對其 條染色體上的DNA進行測序。
(2)十姐妹鳥的性別決定方式為 ，你的推斷理由是
__________________________________________________________；
請設(shè)計實驗驗證你的推斷(各種表型的個體都有)：
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)F1中菊花頭與平頭比例均為2∶1，最可能的原因是 ；請寫出兩組親本的基因型組合： 。讓F1中的所有雌雄鳥隨機交配，則F2中平頭白紅眼所占的比例是
__________________________________________________________________。
[解析]　自由組合定律：控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時，決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。
(1)十姐妹鳥染色體2n＝40，故有19對常染色體和一對性染色體，需測序19條常染色體和一對異型的性染色體共21條染色體。
(2)題述中取了兩對菊花頭黑花眼雌雄鳥雜交，并統(tǒng)計兩組F1中所有個體、雌雄個體分離比不同。判斷眼色基因位于性染色體上，且雌鳥中出現(xiàn)兩種性狀，而雄鳥中只有一種，說明其是ZW決定；且可判斷黑花眼為顯性性狀，若驗證該判斷，取多對白紅眼雄鳥與黑花眼雌鳥雜交，觀察并統(tǒng)計子代的表型。若基因在Z染色體上，則黑花眼雌鳥(ZBW)和白紅眼雄鳥(ZbZb)雜交，后代F1中雌鳥全為白紅眼(ZbW)，雄鳥全為黑花眼(ZBZb)。
(3)F1中菊花頭與平頭比例均為2∶1，正常應(yīng)為3∶1，可推斷AA純合致死。根據(jù)F1的所有個體中，黑花眼雄鳥∶黑花眼雌鳥∶白紅眼雌鳥為4∶3∶1，可推知兩組親本基因型為AaZBZB×AaZBW、AaZBZb×AaZBW，F(xiàn)1中有2/3Aa、1/3aa，雄3/4ZBZB、1/4ZBZb，雌3/4ZBW、1/4ZbW。計算基因頻率A＝1/3，a＝2/3，雄ZB＝3/4＋1/4×1/2＝7/8，Zb＝1/4×1/2＝1/8；雌ZB＝3/4×1/2＝3/8，Zb＝1/4×1/2＝1/8，W＝1/2，計算可得AA＝1/3×1/3＝1/9，Aa＝2×1/3×2/3＝4/9，aa＝2/3×2/3＝4/9，由于AA純合致死，所以平頭占1/2，白紅眼ZbZb＝1/8×1/8＝1/64，ZbW＝1/8×1/2＝1/16，共1/64＋1/16＝5/64，所以F2中平頭白紅眼所占的比例是5/64×1/2＝5/128。
[答案]　(1)21
(2)ZW型　F1中雄性的眼色表型只有一種，雌性眼色的表型為兩種　取多對白紅眼雄鳥與黑花眼雌鳥雜交，觀察并統(tǒng)計子代的表型，若子代雄鳥均為黑花眼，雌鳥均為白紅眼，則推斷正確，否則推斷錯誤
(3)A基因(AA)純合致死　AaZBZb與AaZBW、AaZBZB與AaZBW　5/128
2．水稻具有較強的吸鎘能力是因其6號染色體上具有高鎘基因(用B＋表示)，科學(xué)家把高鎘基因敲除培育出低鎘(用B－表示)水稻新品種，耐鹽和不耐鹽是由等位基因T/t控制。現(xiàn)將純種低鎘不耐鹽水稻與純種高鎘耐鹽水稻雜交，F(xiàn)1全是中鎘耐鹽水稻，F(xiàn)1自交，F(xiàn)2的表型及比例為高鎘耐鹽∶中鎘耐鹽∶低鎘耐鹽∶高鎘不耐鹽∶中鎘不耐鹽∶低鎘不耐鹽＝3∶6∶3∶1∶2∶1。請回答下列問題：
(1)在F2中，中鎘耐鹽水稻的基因型是 。
(2)根據(jù)實驗結(jié)果可判斷出耐鹽基因不在6號染色體上，理由是
____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)利用F2中的高鎘耐鹽水稻自交 (填“能”或“不能”)得到低鎘耐鹽水稻，為什么？
__________________________________________________________________。
(4)水稻的抗稻瘟病是由D基因控制的，與不抗稻瘟病d基因位于7號染色體上。水稻至少有一條正常的7號染色體才能存活，研究人員發(fā)現(xiàn)一株染色體異常稻(基因型為Dd，體細胞中7號染色體如圖所示)。請設(shè)計實驗以確定該植株的D基因是位于正常還是異常的7號染色體上。寫出實驗思路，并預(yù)測結(jié)果。
實驗思路： 。
預(yù)測結(jié)果：
____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
[解析]　(1)根據(jù)題意，F(xiàn)2的表型及比例為高鎘耐鹽∶中鎘耐鹽∶低鎘耐鹽∶高鎘不耐鹽∶中鎘不耐鹽∶低鎘不耐鹽＝3∶6∶3∶1∶2∶1，其中高鎘∶中鎘∶低鎘＝1∶2∶1，說明高鎘為B＋B＋，中鎘為B＋B－，低鎘為B－B－，且該對基因遵循分離定律。耐鹽∶不耐鹽＝3∶1，耐鹽為顯性性狀，不耐鹽為隱性性狀，F(xiàn)2的性狀分離比為(1∶2∶1)×(3∶1)，說明高鎘基因和耐鹽基因分別位于兩對同源染色體上，遵循自由組合定律。親本基因型為B＋B＋TT和 B－B－tt，F(xiàn)1的基因型為B＋B－Tt，在F2中，中鎘耐鹽水稻的基因型是B＋B－TT 、B＋B－Tt。
(2)根據(jù)題意可知，高鎘基因在6號染色體上，由(1)的分析可知，F(xiàn)2的性狀分離比為(1∶2∶1)×(3∶1)，遵循自由組合定律，說明高鎘基因和耐鹽基因分別位于兩對同源染色體上，即耐鹽基因不在6號染色體上。
(3)由于F2中的高鎘水稻的基因型為B＋B＋，不含B－基因，其自交后代全為B＋B＋，表現(xiàn)為高鎘水稻，故不能得到低鎘耐鹽水稻。
(4)為了確定該植株的D基因是位于正常還是異常的7號染色體上，由于水稻是自花傳粉植物，可先考慮自交，自交不能區(qū)別出來時再考慮雜交，據(jù)此實驗設(shè)計思路為：讓該植株自交，統(tǒng)計子代植株的表型及比例。若該植株的D基因是位于正常的7號染色體上，則子代全為抗稻瘟病個體，因為攜帶異常染色體的配子結(jié)合后產(chǎn)生的不抗稻瘟病的個體不能存活；若該植株的D基因是位于異常的7號染色體上，則后代中抗稻瘟病個體與不抗稻瘟病個體的比例為2∶1，因為攜帶異常染色體的配子結(jié)合后產(chǎn)生的抗稻瘟病純合個體不能存活。
[答案]　(1)B＋B－TT 、 B＋B－Tt
(2)F2的性狀分離比為(1∶2∶1)×(3∶1)，遵循自由組合定律，說明高鎘基因和耐鹽基因分別位于兩對同源染色體上
(3)不能　因為高鎘水稻的基因型為B＋B＋，不含B－基因
(4)讓該植株自交，統(tǒng)計子代植株的表型及比例　若子代均為抗稻瘟病植株，則D基因在7號正常染色體上；若子代中抗稻瘟病植株∶不抗稻瘟病植株＝2∶1，則D基因在7號異常染色體上
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