Question

“假说-演绎法”是在观察和分析基础上提出问题，通过推理和想像提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理结论的科学方法．
（1）孟德尔以黄色圆粒纯种豌豆和绿色皱粒纯种豌豆做亲本，分别设计了纯合亲本杂交、F₁自交、F₁测交的实验，按照“假说-演绎”法（分析现象-提出假说-检验假说-得出结论），最后得出了自由组合定律．孟德尔在两对相对性状的遗传实验中：
①用于解释实验现象的“假说”是

 

．受精时，雌雄配子的结合是随机的．雌雄配子的结合方式有16种；遗传因子组合类型有9种；F₂代的性状表现为4种：黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒和绿色皱粒，数量比为9：3：3：1．
②根据假说的“演绎”过程是：若上述假说成立，则

 

．
③在检验假说阶段进行的实验是

 

．
（2）果蝇体表硬而长的毛称为刚毛，一个自然繁殖的直刚毛果蝇种群中，偶然出现了一只卷刚毛雄果蝇．请回答下列问题（等位基因分别用A和a表示）：
①卷刚毛性状是如何产生和遗传的呢？有一种假说认为这是亲代生殖细胞中X染色体上的基因发生显性突变，请尝试再写出两种假说：

 

，

 

．
②已知这只卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇杂交，F₁全部直刚毛，F₁雌雄果蝇随机交配，F₂的表现型及比例是直刚毛雌果蝇：直刚毛雄果蝇：卷刚毛雄果蝇=2：1：1，此时最合理的假说是

 

．
③为验证②中的假说，某同学设计了如图所示的测交实验．

该实验及现象是否能够验证第②小 题中提出的假说？请说明理由：

 

．
④若为你提供以下纯合的果蝇作为材料：直刚毛雌果蝇、直刚毛雄果蝇、卷刚毛雌果蝇、卷刚毛雄果蝇，请你也来设计一个测交实验，以验证第②小题中提出的假说，并预测实验结果：
实验方案：

 

．
预测结果：

 

．

Answer 1

考点：基因的自由组合规律的实质及应用,伴性遗传

专题：

分析：孟德尔发现遗传定律用了假说演绎法，其基本步骤：提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证（测交实验）→得出结论．
孟德尔对一对相对性状的杂交实验的解释：（1）生物的性状是由细胞中的遗传因子决定的；（2）体细胞中的遗传因子成对存在；（3）配子中的遗传因子成单存在；（4）受精时雌雄配子随机结合．
生物的变异包括可遗传变异和不可遗传变异，不可遗传变异一般是由环境因素导致的．
突变分为显性突变和隐性突变两种，即A→a为隐性突变，a→A为显性突变．

解答： 解：（1）孟德尔以黄色圆粒纯种豌豆和绿色皱粒纯种豌豆做亲本，分别设计了纯合亲本杂交、F₁自交、F₁测交的实验，按照“（分析现象-提出假说-检验假说-得出结论），最后得出了自由组合定律．孟德尔在两对相对性状的遗传实验中：
①在假说-演绎法中，孟德尔用于解释实验现象的“假说”是F₁形成配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合，F₁产生4种比例相等的配子．
②根据假说的“演绎”过程是：若上述假说成立，则若F₁产生配子时成对遗传因子分离，不同对的遗传因子自由组合，则测交后代会出现四种性状，比例接近1：1：1：1．
③孟德尔在检验假说阶段进行的实验是F₁的测交，因为能够根据测交实验的后代判断亲本产生的配子种类及比例．
（2）①根据题意可知，偶然出现了一只卷刚毛雄果蝇可能是基因突变导致的，也可能是环境因素影响了基因的表达．并且该性状可能是常染色体遗传，也可能是X染色体遗传．假如是亲代生殖细胞中X染色体上的基因发生显性突变，即X^a（直刚毛）突变为X^A（卷刚毛），因此突变体X^AY表现为卷刚毛；假如亲代生殖细胞中X染色体上基因发生隐性突变，即X^A（直刚毛）突变为X^a（卷刚毛），因此突变体X^aY表现为卷刚毛；假如亲代生殖细胞中常染色体上基因显性突变，即a（直刚毛）突变为A（卷刚毛），则可能产生Aa的卷刚毛雄果蝇．
②根据杂交结果可知，该性状能够遗传，因此排除环境因素的影响；又由于该性状遗传与性别相关联，因此该突变发生在X染色体上；并且这只卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇杂交，F₁全部直刚毛，因此确定卷刚毛为隐性性状．综上可以推测，最合理的假说是亲代生殖细胞中X染色体上基因发生隐性突变．
③根据实验结果可以看出，实验结果符合按照该假说演绎推理的结论，因此该实验及现象能够验证第②小题中提出的假说．
④测交是杂合子与隐性纯合子杂交，因此可选择直刚毛雄果蝇和卷刚毛雌果蝇进行测交．如果以上假设正确，直刚毛雄果蝇为X^AY，卷刚毛雌果蝇为X^aX^a，因此测交后代中，雌果蝇全为直刚毛（X^AX^a），雄果蝇全为卷刚毛（X^aY）．
故答案为：
（1）①F₁形成配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合，F₁产生4种比例相等的配子
②若F₁产生配子时成对遗传因子分离，不同对的遗传因子自由组合，则测交后代会出现四种性状，比例接近1：1：1：1 
③F₁的测交
（2）①亲代生殖细胞中X染色体上基因发生隐性突变
亲代生殖细胞中常染色体上基因显性突变（环境影响基因的表达）
②亲代生殖细胞中X染色体上基因发生隐性突变
③能，因为实验结果符合按照该假说演绎推理的结论
④实验方案：取直刚毛雄果蝇和卷刚毛雌果蝇进行测交
预测结果：测交后代中，雌果蝇全为直刚毛，雄果蝇全为卷刚毛

点评：本题考查孟德尔遗传实验、基因突变以及伴性遗传等方面的知识，具有一定的综合性和难度．要求考生识记孟德尔遗传实验过程及孟德尔对两对相对性状的杂交实验的解释，明确测交实验的优点；明确生物性状的改变可能是基因突变，也可能是环境因素导致的；并能够根据测交的定义设计实验方案．