Question

自然界雌雄同株植物大多可自交產(chǎn)生后代，而煙草是雌雄同株植物，卻無法自交產(chǎn)生后代．這是由S基因控制的遺傳機制所決定的，其規(guī)律如下圖所示（注：精子通過花粉管輸送到卵細胞所在處，完成受精）．
（1）煙草的S基因分為S₁、S₂、S₃等15種，它們互為

 

，這是

 

的結(jié)果．
（2）如圖可見，如果花粉所含S基因與母本的任何一個S基因種類相同，花粉管就不能伸長完成受精．據(jù)此推斷在自然條件下，煙草不存在S基因的

 

個體．
（3）將基因型為S₁S₂和S₂S₃的煙草間行種植，全部子代的基因型種類及其比例為：

 

．
（4）研究發(fā)現(xiàn)，S基因包含控制合成S核酸酶和S因子的兩個部分，前者在雌蕊中表達，后者在花粉管中表達．傳粉后，雌蕊產(chǎn)生的S核酸酶進入花粉管中，與對應(yīng)的S因子特異性結(jié)合，進而將花粉管中的rRNA降解，據(jù)此分析花粉管不能伸長的直接原因是缺少

 

，無法合成

 

．
（5）自然界中有些植物具有與煙草一樣的自交不親和性，這更有利于提高生物遺傳性狀的

 

，為

 

提供更豐富的原材料，使之更好地適應(yīng)環(huán)境．

Answer 1

考點：基因的分離規(guī)律的實質(zhì)及應(yīng)用,基因突變的特征,生物進化與生物多樣性的形成

專題：

分析：由圖示和題干可知，煙草無法完成自交的原因是：花粉所含S基因與母本的任何一個S基因種類相同，花粉管就不能伸長完成受精，因此煙草沒有純合子；兩種基因型的煙草間行種植只能完成雜交；rRNA是構(gòu)成核糖體的成分，核糖體是蛋白質(zhì)的合成車間．

解答： 解：（1）煙草的S基因分為S₁、S₂、S₃等15種，它們是由基因突變的不定向性產(chǎn)生的，控制同一性狀的不同類型屬于等位基因．
（2）由于花粉所含S基因與母本的任何一個S基因種類相同，花粉管就不能伸長完成受精，而完成受精的雌雄配子基因型一定不同，所以煙草沒有純合子．
（3）將基因型為S₁S₂和S₂S₃的煙草間行種植，它們之間沒有自交只有雜交；如果由于煙草無法自交，S₁S₂和S₂S₃的煙草間行種植只能進行雜交，存在兩種情況：S₁S₂（父本）×S₂S₃（母本）、或S₁S₂（母本）×S₂S₃（父本），前一種情況S₂花粉管不能伸長，產(chǎn)生S₁S₃、S₁S₂兩種子代，后一種情況S₂花粉管不能伸長，產(chǎn)生S₁S₃、S₂S₃兩種子代，因而產(chǎn)生的子代的基因型有S₁S₃、S₁S₂、S₂S₃=2：1：1．
4）研究發(fā)現(xiàn)，S基因包含控制合成S核酸酶和S因子的兩個部分，前者在雌蕊中表達，后者在花粉管中表達．傳粉后，雌蕊產(chǎn)生的S核酸酶進入花粉管中，與對應(yīng)的S因子特異性結(jié)合，進而將花粉管中的rRNA降解，因為rRNA是核糖體的組成成分，所以花粉管中沒有了核糖體，無法進行蛋白質(zhì)的合成，故花粉管不能生長．
（5）自交不親和性是植物經(jīng)長期自然選擇形成的，可提高遺傳多樣性，是物種進化的原始材料．
綜上答案：
（1）等位基因    基因突變 
（2）純合（子）
（3）S₁S₃：S₂S₃：S₁S₂=2：1：1 
（4）核糖體   蛋白質(zhì)
（5）多樣性   物種的進化

點評：考查基因的分離規(guī)律的應(yīng)用，關(guān)鍵看懂圖示理解自交不親和的原因．