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

考点：基因的分离规律的实质及应用,基因与性状的关系

专题：

分析：阅读题干和题图可知，本题涉及的知识有基因的分离定律、基因突变的特征、生物进化与生物多样性的形成，明确知识点，梳理相关的基础知识，并解析题图结合问题的具体提示综合作答．

解答： 解：（1）烟草的S1、S2、S3基因是一组复等位基因，是基因突变的结果，体现了基因突变的不定向性．
（2）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，就是父本和母本不能有相同的S基因，子代就没有纯合子．
（3）由题意可知，当花粉所含S基因种类和母本相同时，就不能完成花粉管的伸长．现在S₁S₂和S₂S₃间行种植，就有两种交配方式：①S₁S₂♂×S₂S₃♀和②S₁S₂♀×S₂S₃♂，①中的花粉S₂与卵细胞的S基因种类相同，花粉管就不能伸长完成受精，花粉只有S1一种类型，后代有S₁S₂和S₁S₃数量相同的两种；②中的花粉S2与卵细胞的S基因种类相同，花粉管就不能伸长完成受精，花粉只有S₃一种类型，后代有S₁S₃和S₂S₃数量相同的两种，所以子代S₁S₃：S₂S₃：S₁S₂=2：1：1．
（4）因为基因的选择性表达，所以mRNA和蛋白质会有差异；rRNA是核糖体的重要组成成分，花粉管中的rRNA降解后，缺少核糖体，无法合成蛋白质，花粉管不能伸长．
（5）自交不亲和，植物体必须杂交，接受外来花粉产生更多的遗传性状，提高了生物遗传性状的多样性，为生物的进化提供了丰富的原材料．
故答案为：
（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   ②缺少核糖体，无法合成蛋白质
（5）多样性     原材料

点评：本题考查基因的分离定律、基因突变的特征、生物进化与生物多样性的形成的相关知识，意在考查能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力及能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题的能力．