假说—演绎法的详解及其应用

假说—演绎法的详解及其应用

刘清华

乌鲁木齐市长沙路18号金剑桥学校

提要：这篇文章针对高中生物必修二第一章内容运用到的假说—演绎的科学方法进行了的梳理和归纳，在讲解孟德尔的豌豆杂交实验及摩尔根的果蝇杂交实验时运用其方法能使学生印象深刻，系统的掌握这些内容，并能在解题时运用这种方法。

高中生物必修二《遗传与进化》中在孟德尔的豌豆杂交实验中（一）、（二）以及基因位于染色体上这三节课都是运用了假说—演绎法。 假说—演绎法指在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想象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的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之，则说明是错误的。这就是现代科学研究中常用的一种科学方法。必修二中在讲解基因分离定律时用的就是假说—演绎法，但课本在论述时有点支离破碎，很多学生没有形成一个整体的印象，对这种方法不是很理解，在做题的时候也不懂得去运用，下面我就这个问题四个步骤进行了系统的归纳并举例如何运用假说—演绎法解题。

一、通过《孟德尔的豌豆杂交试验（一）》讲解假说—演绎法

根据实验现象提出问题

孟德尔用具有一对相对性状的纯合高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，子一代表现为高茎。子一代自交，子二代出现性状分离：既有高茎又有矮茎，比例为3：1。用其他一对相对性状做实验也出现了同样的结果。看来，F2中出现3:1的性状分离比不是偶然的，是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定的比例分离呢

提出解释问题的假说

孟德尔在观察和统计分析的基础上，对分离现象的原因提出了假说：高茎和矮茎是一对相对性状，决定这一对相对性状的基因用D和d表示。而基因在体细胞中成对存在。由于豌豆在自然状态下永远是纯合子。这样，亲本高茎豌豆的基因型是DD，产生的配子只有一种：D。矮茎豌豆的基因型是dd，产生的配子也只有一种：d。这样，D和d结合，产生的子一代的基因型是Dd，D对d有显性作用，F1全部表现为高茎。F1在进行减数分裂形成配子时，同源染色体分离，导致等位基因分离，从而形成两种比例相同的雄配子D、d；两种比例相同的雌配子D、d。雌雄配子随机结合，可以有四种组合：DD、Dd、Dd、DD。表现为3份高茎、1份矮茎，假说与实验结果符合。

根据假说进行演绎推理

孟德尔解释实验现象的关键是F1能否产生两种比例相同的雄配子或雌配子，这也是分离定律的实质。如能产生，则让F1与其隐性个体矮茎豌豆杂交，后代会出现两种表现型的后代：高茎、矮茎，且比例应为1：1。

实验验证

   孟德尔用F1和隐性个体做了测交实验，得到了与假说演绎的测交实验结果相同的结果。从而证实了自己的假说正确。这就是科学探究的一般方法假说演绎法。

二、运用假说—演绎法讲述《基因在染色体上》

根据实验现象发现问题

摩尔根用这只白眼雄蝇与通常的红眼雌蝇交配时，子一代不论雌雄都是红眼，但子二代中雌的全是红眼，雄的半数是红眼，半数是白眼。如果雌雄不论，则子二代中红眼∶白眼为3∶1。这显然是个孟德尔比例数，但与一般孟德尔比例数不同的是，白眼全是雄蝇。

  摩尔根做了回交实验，用最初出现的那只白眼雄蝇和它的后代中的红眼雌蝇交配，结果产生1/4红眼雄蝇、1/4红眼雌蝇、1/4白眼雌蝇、1/4白眼雄蝇，这也完全符合孟德尔比例数。

提出解释问题的假说

摩尔根根据实验结果，提出如下假设：控制白眼性状的基因ａ位于X染色体上，是隐性的。因为Y染色体上不带有这个基因的显性等位基因，所以最初发现的那只雄蝇的基因型是XａY，表现为白眼，跟这只雄蝇交配的红眼雌蝇是显性基因的纯合子，基因型是XＡXＡ，白眼基因ａ是突变基因，红眼基因Ａ是野生型基因，因为这对等位基因都在X染色体上，所以为明确起见，分别记作XＡ和Xａ，Y代表Y染色体。

白眼雄蝇与纯种红眼雌蝇交配，白眼雄蝇的基因型是XａY，产生两种精子，一种精子带有X，上面有ａ基因，一种精子带有Y，上面没有相应的基因。红眼雌蝇的基因型是XＡXＡ，产生的卵细胞都带有X，上面都有Ａ野生型基因。两种精子（Xａ和Y)与卵细胞（XＡ)结合，子代雌蝇的基因型是XＡXａ因为Ａ对ａ是显性，所以表现型是红眼，子代雄蝇的基因型是XＡY，所以表现型也是红眼。子一代的红眼雌蝇与红眼雄蝇交配时，红眼雌蝇(XＡXａ)产生两种卵细胞：一种是XＡ，一种是Xａ。红眼雄蝇也产生两种精子：一种是XＡ　，一种是Y。卵细胞与精子结合，形成4种合子，长大后，雌蝇都是红眼(XＡXＡ和XＡXａ)，而雄蝇中一半是红眼(　XＡY)，一半是白眼(　XａY)，表现型比例是2∶1∶1。

根据假说进行演绎推理

白眼雌蝇XａXａ与红眼雄蝇XＡY交配时，子代中雌蝇都是红眼，雄蝇都是白眼。

实验验证

摩尔根把眼雌蝇与红眼雄蝇交配后，子代中确实出现了雌蝇都是红眼，雄蝇都是白眼的现象。这样摩尔根就把决定红眼和白眼的基因定位在X染色体上。

三、运用假说演绎法解题

（06全国卷I）31、从一个自然果蝇种群中选出一部分未交配过的灰色和黄色两种体色的果蝇，这两种体色的果蝇数量相等，每种体色的果蝇雌雄各半。已知灰色和黄色这对相对性状受一对等位基因控制，所有果蝇均能正常生活，性状的分离符合遗传的基本定律。

请回答下列问题：

（1）种群中的个体通过繁殖将各自的         传递给后代。

（2）确定某性状由细胞核基因决定，还是由细胞质基因决定，可采用的杂交方法是          。

（3）如果控制体色的基因位于常染色体上，则该果蝇种群中控制体色的基因型有           种；如果控制体色的基因位于X染色体上，则种群中控制体色的基因有            种。

（4）现用两个杂交组合：灰色雌蝇×黄色雄蝇、黄色雌蝇×灰色雄蝇，只做一代杂交试验，每个杂交组合选用多对果蝇。推测两个杂交组合的子一代可能出现的性状，并以此为依据，对哪一种体色为显性性状，以及控制体色的基因位于X染色体上还是常染色体上这两个问题，做出相应的推断。(要求：只写出子一代的性状表现和相应推断的结论)

分析：本题考查的是基因的分离定律，与2005年全国卷I的第31题牛的有角无角的遗传题有许多共同之处。在遗传定律的学习中，要始终抓住遗传学研究的一个特点，即从表现型的现象来分析基因型本质。从看得见摸的着的性状表现来推测看不见摸不着的基因型，这正是一种非常有用的逻辑思维的过程。解题要先判断基因的显隐性，再判断位于什么染色体上。

       种群中的个体在繁殖过程中，起遗传作用的是遗传物质或基因，不是性状也不基因型。细胞质遗传和核遗传的判断通常采用同等条件下正交和反交后观察子一代的表现来确定。细胞质遗传是以细胞质基因为物质基础的遗传，在高等动植物中表现正反交结果不同，子代的性状完全与母本相似；而核遗传中正反交子代的表现是为显性性状或有规律的比例。

       遗传模式的判断：先判断显隐性，再判断位于什么染色体上。显隐性可根据子一代的表现型来确定；位于什么染色体上，可根据子一代的各种性别的表现来确定，若子一代各种表现型雌雄表现比例相同，可断定为常染体遗传，若子一代各种表现型雌雄性别表现不相同则可断定为性染色体遗传。

     做第（4）题时可以先做下面四个假设：

①假设：灰色是显性、黄色是隐性且为常染体遗传：

灰色雌蝇×黄色雄蝇（AA或Aa） ×（aa）

黄色雌蝇×灰色雄蝇（aa）×（AA或Aa）；

②假设：灰色是隐性、黄色是显性且为常染体遗传：

灰色雌蝇×黄色雄蝇（aa）×（AA或Aa）、

黄色雌蝇×灰色雄蝇（AA或Aa）×（aa）；

③假设：灰色是显性、黄色是隐性且为X染体遗传

灰色雌蝇× 黄色雄蝇（XAXA或XAXa ）×（XaY）、

黄色雌蝇×灰色雄蝇（XaXa）×（XAY），

④假设：灰色是隐性、黄色是显性且为X染体遗传

灰色雌蝇×黄色雄蝇（XaXa）×（XAY）、

黄色雌蝇×灰色雄蝇（XAXA或XAXa ）×（XaXa）

最后再把四个假设运用假说演绎法把答案整理一遍就行了。

答案：（1）基因   （2）正交和反交   （3）3；5

（4）如果两个杂交组合的子一代中都是黄色个体多于灰色个体，并且体色的遗传与性别无关，则黄色为显性，基因位于常染色体上。

如果两个杂交组合的子一代中都是灰色个体多于黄色个体，并且体色的遗传与性别无关，则灰色为显性，基因位于常染色体上。

如果在杂交组合黄色雌蝇×灰色雄蝇中，子一代中的雄性全部表现黄色，雌性全部表现灰色；在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇中，子一代中的灰色个体多于黄色个体，则灰色为显性，基因位于X染色体上。

如果在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇中，子一代中的雄性全部表现灰色，雌性全部表现黄色；在杂交组合黄色雌蝇×灰色雄蝇中，子一代中的黄色个体多于灰色个体，则黄色为显性，基因位于X染色体上。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/ea0101bc504de518964bcf84b9d528ea80c72f68.html