Question

20．自交不亲和性是指某一植物的雌雄两性机能正常，但不能进行自花传粉或同一品系内异花传粉的现象．如某品种烟草为二倍体雌雄同株植物，却无法自交产生后代．请回答问题：
（1）烟草的自交不亲和性是由位于一对同源染色体上的复等位基因（S₁、S₂…S₁₅）控制，以上复等位基因的出现是基因突变的结果，同时也体现了该变异具有多方向性特点．
（2）烟草的花粉只有通过花粉管伸长（花粉管由花粉萌发产生）输送到卵细胞所在处，才能完成受精．下表为不亲和基因的作用机制：

亲本组合	S3S4♂×S1S2♀	S1S2自交	S1S2♂×S1S3♀
花粉管萌发情况	基因型为S3和S4的花粉，其花粉管都能伸长	基因型为S1和S2的花粉，其花粉管均不能伸长	只有基因型为S2花粉，其花粉管能伸长

将基因型为S₁S₄的花粉授于基因型为S₂S₄的烟草，则子代的基因型为S₁S₂和S₁S₄；若将上述亲本进行反交，子代的基因型为S₁S₂和S₂S₄．自然条件下，烟草不存在S系列基因的纯合个体，分析原因是如果花粉所含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．
（3）科学家将某抗病基因M成功导入基因型为S₂S₄的烟草体细胞，经植物组织培养后获得成熟的抗病植株．如图，已知M基因成功导入到S₂所在II号染色体上，但不清楚具体位置．现以该植株为父本（父本或母本），与基因型为S₁S₂的个体杂交，根据子代中的抗病个体的比例确定M基因的具体位置．
Ⅰ．若后代中抗病个体占50%，则说明M基因插入到S₂基因中使该基因失活．
Ⅱ．若后代中抗病个体占0，则说明M基因插入到S₂基因之外的其它部位．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：卵细胞是S₁和S₂时，S₁和S₂的花粉不能受精而S₃和S₄的花粉能受精．所以雄配子不能给相同基因组成的雌配子受粉．

解答 解：（1）控制同一性状的不同表现型的基因互为等位基因；等位基因是基因突变产生的．由于产生的等位基因多，所以体现了基因突变的不定向性．
（2）①若基因型为S₁S₂的花粉授予基因型为S₂S₄的烟草，S₂S₄的烟草产生的卵细胞是S₂和S₄，所以只能接受S₁的花粉，子代基因型为S₁S₂和S₁S₄．如进行反交，则卵细胞为S₁和S₂，所以只能接受S₄的花粉，子代基因型为S₁S₄和S₂S₄．
②由分析可知，当花粉所含S基因与卵细胞的S基因种类相同时，花粉管就不能伸长完成受精，所以自然条件下，烟草不存在S系列基因的纯合个体．
（3）科学家将某抗病基因M成功导入基因型为S₂S₄的烟草体细胞，经植物组织培养后获得成熟的抗病植株．如图所示，已知M基因成功导入到II号染色体上，但不清楚具体位置．现以该植株为父本，与基因型为S₁S₂的母本杂交，根据子代中的抗病个体的比例确定M基因的具体位置．若后代中抗病个体占50%，则说明M基因插入到S₂基因中使该基因失活；若后代中无抗病个体，则M基因插入到S₂基因以外的其他位置．
故答案为：
（1）基因突变       多方向性
（2）S₁S₂和S₁S₄          S₁S₂和S₂S₄
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
（3）父本       50%        0

点评 本题考查基因的分离规律的实质及应用、育种相关知识，意在考查考生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．