Question

“假說-演繹法”是在觀察和分析基礎上提出問題，通過推理和想像提出解釋問題的假說，根據假說進行演繹推理，再通過實驗檢驗演繹推理結論的科學方法．
（1）孟德爾以黃色圓粒純種豌豆和綠色皺粒純種豌豆做親本，分別設計了純合親本雜交、F₁自交、F₁測交的實驗，按照“假說-演繹”法（分析現象-提出假說-檢驗假說-得出結論），最后得出了自由組合定律．孟德爾在兩對相對性狀的遺傳實驗中：
①用于解釋實驗現象的“假說”是

 

．受精時，雌雄配子的結合是隨機的．雌雄配子的結合方式有16種；遺傳因子組合類型有9種；F₂代的性狀表現為4種：黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒和綠色皺粒，數量比為9：3：3：1．
②根據假說的“演繹”過程是：若上述假說成立，則

 

．
③在檢驗假說階段進行的實驗是

 

．
（2）果蠅體表硬而長的毛稱為剛毛，一個自然繁殖的直剛毛果蠅種群中，偶然出現了一只卷剛毛雄果蠅．請回答下列問題（等位基因分別用A和a表示）：
①卷剛毛性狀是如何產生和遺傳的呢？有一種假說認為這是親代生殖細胞中X染色體上的基因發生顯性突變，請嘗試再寫出兩種假說：

 

，

 

．
②已知這只卷剛毛雄果蠅與直剛毛雌果蠅雜交，F₁全部直剛毛，F₁雌雄果蠅隨機交配，F₂的表現型及比例是直剛毛雌果蠅：直剛毛雄果蠅：卷剛毛雄果蠅=2：1：1，此時最合理的假說是

 

．
③為驗證②中的假說，某同學設計了如圖所示的測交實驗．

該實驗及現象是否能夠驗證第②小 題中提出的假說？請說明理由：

 

．
④若為你提供以下純合的果蠅作為材料：直剛毛雌果蠅、直剛毛雄果蠅、卷剛毛雌果蠅、卷剛毛雄果蠅，請你也來設計一個測交實驗，以驗證第②小題中提出的假說，并預測實驗結果：
實驗方案：

 

．
預測結果：

 

．

Answer 1

考點：基因的自由組合規律的實質及應用,伴性遺傳

專題：

分析：孟德爾發現遺傳定律用了假說演繹法，其基本步驟：提出問題→作出假說→演繹推理→實驗驗證（測交實驗）→得出結論．
孟德爾對一對相對性狀的雜交實驗的解釋：（1）生物的性狀是由細胞中的遺傳因子決定的；（2）體細胞中的遺傳因子成對存在；（3）配子中的遺傳因子成單存在；（4）受精時雌雄配子隨機結合．
生物的變異包括可遺傳變異和不可遺傳變異，不可遺傳變異一般是由環境因素導致的．
突變分為顯性突變和隱性突變兩種，即A→a為隱性突變，a→A為顯性突變．

解答： 解：（1）孟德爾以黃色圓粒純種豌豆和綠色皺粒純種豌豆做親本，分別設計了純合親本雜交、F₁自交、F₁測交的實驗，按照“（分析現象-提出假說-檢驗假說-得出結論），最后得出了自由組合定律．孟德爾在兩對相對性狀的遺傳實驗中：
①在假說-演繹法中，孟德爾用于解釋實驗現象的“假說”是F₁形成配子時，每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子自由組合，F₁產生4種比例相等的配子．
②根據假說的“演繹”過程是：若上述假說成立，則若F₁產生配子時成對遺傳因子分離，不同對的遺傳因子自由組合，則測交后代會出現四種性狀，比例接近1：1：1：1．
③孟德爾在檢驗假說階段進行的實驗是F₁的測交，因為能夠根據測交實驗的后代判斷親本產生的配子種類及比例．
（2）①根據題意可知，偶然出現了一只卷剛毛雄果蠅可能是基因突變導致的，也可能是環境因素影響了基因的表達．并且該性狀可能是常染色體遺傳，也可能是X染色體遺傳．假如是親代生殖細胞中X染色體上的基因發生顯性突變，即X^a（直剛毛）突變為X^A（卷剛毛），因此突變體X^AY表現為卷剛毛；假如親代生殖細胞中X染色體上基因發生隱性突變，即X^A（直剛毛）突變為X^a（卷剛毛），因此突變體X^aY表現為卷剛毛；假如親代生殖細胞中常染色體上基因顯性突變，即a（直剛毛）突變為A（卷剛毛），則可能產生Aa的卷剛毛雄果蠅．
②根據雜交結果可知，該性狀能夠遺傳，因此排除環境因素的影響；又由于該性狀遺傳與性別相關聯，因此該突變發生在X染色體上；并且這只卷剛毛雄果蠅與直剛毛雌果蠅雜交，F₁全部直剛毛，因此確定卷剛毛為隱性性狀．綜上可以推測，最合理的假說是親代生殖細胞中X染色體上基因發生隱性突變．
③根據實驗結果可以看出，實驗結果符合按照該假說演繹推理的結論，因此該實驗及現象能夠驗證第②小題中提出的假說．
④測交是雜合子與隱性純合子雜交，因此可選擇直剛毛雄果蠅和卷剛毛雌果蠅進行測交．如果以上假設正確，直剛毛雄果蠅為X^AY，卷剛毛雌果蠅為X^aX^a，因此測交后代中，雌果蠅全為直剛毛（X^AX^a），雄果蠅全為卷剛毛（X^aY）．
故答案為：
（1）①F₁形成配子時，每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子自由組合，F₁產生4種比例相等的配子
②若F₁產生配子時成對遺傳因子分離，不同對的遺傳因子自由組合，則測交后代會出現四種性狀，比例接近1：1：1：1 
③F₁的測交
（2）①親代生殖細胞中X染色體上基因發生隱性突變
親代生殖細胞中常染色體上基因顯性突變（環境影響基因的表達）
②親代生殖細胞中X染色體上基因發生隱性突變
③能，因為實驗結果符合按照該假說演繹推理的結論
④實驗方案：取直剛毛雄果蠅和卷剛毛雌果蠅進行測交
預測結果：測交后代中，雌果蠅全為直剛毛，雄果蠅全為卷剛毛

點評：本題考查孟德爾遺傳實驗、基因突變以及伴性遺傳等方面的知識，具有一定的綜合性和難度．要求考生識記孟德爾遺傳實驗過程及孟德爾對兩對相對性狀的雜交實驗的解釋，明確測交實驗的優點；明確生物性狀的改變可能是基因突變，也可能是環境因素導致的；并能夠根據測交的定義設計實驗方案．