Question

12．煙草是雌雄同株植物，卻無(wú)法自交產(chǎn)生后代．這是由S基因控制的遺傳機(jī)制所決定的，其規(guī)律如下圖所示（注：精子通過(guò)花粉管輸送到卵細(xì)胞所在處，完成受精）．

（1）煙草的S基因分為S₁、S₂、S₃等15種，它們互為等位基因，這是基因突變的結(jié)果．
（2）如圖可見，如果花粉所含S基因與母本的任何一個(gè)S基因種類相同，花粉管就不能伸長(zhǎng)完成受精．據(jù)此推斷在自然條件下，煙草不存在S基因的純合（子）個(gè)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和比例為：S₁S₃：S₂S₃：S₁S₂=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(gè)部分，前者在雌蕊中表達(dá)，后者在花粉管中表達(dá)．傳粉后，雌蕊產(chǎn)生的S核酸酶進(jìn)入花粉管中，與對(duì)應(yīng)的S因子特異性結(jié)合，進(jìn)而將花粉管中的rRNA降解，據(jù)此分析花粉管不能伸長(zhǎng)的直接原因是缺少核糖體，無(wú)法合成蛋白質(zhì)．

Answer 1

分析 由圖示和題干可知，煙草無(wú)法完成自交的原因是：花粉所含S基因與母本的任何一個(gè)S基因種類相同，花粉管就不能伸長(zhǎng)完成受精，因此煙草沒(méi)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(gè)S基因種類相同，花粉管就不能伸長(zhǎng)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(méi)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(méi)有自交只有雜交；如果由于煙草無(wú)法自交，S₁S₂和S₂S₃的煙草間行種植只能進(jìn)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(zhǎng)，產(chǎn)生S₁S₃、S₁S₂兩種子代，后一種情況S₂花粉管不能伸長(zhǎng)，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(gè)部分，前者在雌蕊中表達(dá)，后者在花粉管中表達(dá)．傳粉后，雌蕊產(chǎn)生的S核酸酶進(jìn)入花粉管中，與對(duì)應(yīng)的S因子特異性結(jié)合，進(jìn)而將花粉管中的rRNA降解，因?yàn)閞RNA是核糖體的組成成分，所以花粉管中沒(méi)有了核糖體，無(wú)法進(jìn)行蛋白質(zhì)的合成，故花粉管不能生長(zhǎng)．
故答案為：
（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)

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因的分離定律、基因突變的特征、生物進(jìn)化與生物多樣性的形成的相關(guān)知識(shí)，意在考查能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，能從課外材料中獲取相關(guān)的生物學(xué)信息，并能運(yùn)用這些信息，結(jié)合所學(xué)知識(shí)解決相關(guān)的生物學(xué)問(wèn)題的能力．