Question

烟草是雌雄同株植物，却无法自交产生后代。这是由S基因控制的遗传机制所决定的，其规律如下图所示（注：精子通过花粉管输送到卵细胞所在处，完成受精）。

（1）烟草的S基因分为S₁、S₂、S₃等15种，它们互为_________，这是_________的结果。
（2）如图可见，如果花粉所含S基因与母本的任何一个S基因种类相同，花粉管就不能伸长完成受精。据此推断在自然条件下，烟草不存在S基因的________个体。
（3） 将基因型为S₁S₂和S₂S₃的烟草间行种植，全部子代的基因型种类和比例为：______。
（4）研究发现，S基因包含控制合成S核酸酶和S因子的两个部分，前者在雌蕊中表达，后者在花粉管中表达，这导致雌蕊和花粉管细胞中所含的________等分子有所不同。传粉后，雌蕊产生的S核酸酶进入花粉管中，与对应的S因子特异性结合，进而将花粉管中的rRNA降解，据此分析花粉管不能伸长的直接原因是_________。
（5）自然界中许多植物具有与烟草一样的自交不亲和性，这更有利于提高生物遗传性状的_______，为物种的进化提供更丰富的________，使之更好地适应环境。

Answer 1

（1）等位基因     基因突变
（2）纯合（子）
（3）S₁S₃ ：S₂S₃ ：S₁S₂ = 2:1:1
（4）①mRNA和蛋白质（各1分）   ②（缺少核糖体，）无法合成蛋白质
（5）多样性     原材料

解析试题分析：（1）在一个物种内，控制某一性状的等位基因可能有多个，它们互为等位基因，因此称为复等位基因。基因突变后产生的基因与原来的基因互为等 位基因。（2）从图分析知，花粉所含S基因与母本的任何一个S基因种类相同，花粉管就不能伸长完成受精，因此不存在两个基因型相同的精子与卵细胞的结合受精，也即烟草中不存在纯合子。（3）基因型为S₁S₂和S₂S₃的烟草间行种植，自交时不可能有后代产生，只有杂交才可能有后代，当S₁S₂给S₂S₃传粉时，S₂花粉不能产生花粉管，只有S₁花粉才能产生花粉管，产生后代为S₁S₂、 S₁S₃。同理当S₂S₃给S₁S₂传粉时，S₂花粉仍不能产生花粉管，只有S₃花粉才能产生花粉管，产生后代为S₁S₂、 S₁S₃。产生后代为S₁S₃ 和S₂S₃。两者综合可知全部子代的基因型种类和比例为S₁S₃ ：S₂S₃ ：S₁S₂ = 2:1:1。（4）S基因两部分在不同细胞表达不同部分会产生不同的mRNA和蛋白质。花粉管中的rRNA降解后没有完整的核糖体，因此花粉管不能伸长。（5）自然界中的各种生物构成生物多样性，为生物进化提供原材料。
考点：本题考查了等位基因概念、基因对性状的控制和蛋白质的合成与孟德尔定律的内容和生物进化的知识。意在考查学生对生物内在知识运用理解的能力。同时考查了学生从图中及题中的文字信息中获取有效信息并迁移运用新信息处理问题的能力。