Question

6．自交不親和性指某一植物的雌雄兩性機(jī)能正常，但不能進(jìn)行自花傳粉或同一品系內(nèi)異花傳粉的現(xiàn)象，如某品種煙草為二倍體雌雄同株植物，卻無法自交產(chǎn)生后代．請回答：

（1）煙草的自交不親和性是由位于一對同源染色體上的復(fù)等位基因（S₁、S₂…S₁₅）控制，以上復(fù)等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果，同時也體現(xiàn)了該變異具有多方向性特點(diǎn)．
（2）煙草的花粉只有通過花粉管（花粉管由花粉萌發(fā)產(chǎn)生）輸送到卵細(xì)胞所在處，才能完成受精．如圖1為不親和基因的作用規(guī)律：
①將基因型為S₁S₂的花粉授于基因型為S₂S₄的煙草，則子代的基因型為S₁S₂和S₁S₄；若將上述親本進(jìn)行反交，子代的基因型為S₁S₄和S₂S₄．
②自然條件下，煙草不存在S系列基因的純合個體，結(jié)合示意圖說出理由：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．
③科學(xué)家將某抗病基因M成功導(dǎo)入基因型為S₂S₄的煙草體細(xì)胞，經(jīng)植物組織培養(yǎng)后獲得成熟的抗病植株．如圖2，已知M基因成功導(dǎo)入到Ⅱ號染色體上，但不清楚具體位置．現(xiàn)以該植株為父本，與基因型為S₁S₂的母本雜交，根據(jù)子代中的抗病個體的比例確定M基因的具體位置．
a、若后代中抗病個體占$\frac{1}{2}$，則說明M基因插入到S₂基因中使該基因失活．
b、若后代中若后代中無抗病個體，則M基因插入到S2基因以外的其他位置
（3）研究發(fā)現(xiàn)，S基因控制合成S核酸酶和S蛋白因子的兩個部分，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的直接原因是缺少核糖體，無法合成蛋白質(zhì)．

Answer 1

分析 據(jù)題意和圖示分析可知：卵細(xì)胞是S₁和S₂時，S₁和S₂的花粉不能受精而S₃和S₄的花粉能受精．所以雄配子不能給相同基因組成的雌配子受粉．

解答 解：（1）控制同一性狀的不同表現(xiàn)型的基因互為等位基因；等位基因是基因突變產(chǎn)生的．由于產(chǎn)生的等位基因多，所以體現(xiàn)了基因突變的不定向性．
（2）①若基因型為S₁S₂的花粉授予基因型為S₂S₄的煙草，S₂S₄的煙草產(chǎn)生的卵細(xì)胞是S₂和S₄，所以只能接受S₁的花粉，子代基因型為S₁S₂和S₁S₄．如進(jìn)行反交，則卵細(xì)胞為S₁和S₂，所以只能接受S₄的花粉，子代基因型為S₁S₄和S₂S₄．
②由分析可知，當(dāng)花粉所含S基因與卵細(xì)胞的S基因種類相同時，花粉管就不能伸長完成受精，所以自然條件下，煙草不存在S系列基因的純合個體．
③科學(xué)家將某抗病基因M成功導(dǎo)入基因型為S₂S₄的煙草體細(xì)胞，經(jīng)植物組織培養(yǎng)后獲得成熟的抗病植株．如圖2，已知M基因成功導(dǎo)入到II號染色體上，但不清楚具體位置．現(xiàn)以該植株為父本，與基因型為S₁S₂的母本雜交，根據(jù)子代中的抗病個體的比例確定M基因的具體位置．若后代中抗病個體占$\frac{1}{2}$，則說明M基因插入到S₂基因中使該基因失活；若后代中無抗病個體，則M基因插入到S₂基因以外的其他位置．
（3）核糖體的主要成分是rRNA和蛋白質(zhì)，由于傳粉后，雌蕊產(chǎn)生的S核酸酶進(jìn)入花粉管中，與對應(yīng)的S因子特異性結(jié)合，進(jìn)而將花粉管中的rRNA降解，所以花粉管不能伸長的直接原因是缺少核糖體，無法合成蛋白質(zhì)．
故答案為：
（1）基因突變  多方向性   
（2）①S₁S₂和S₁S₄ S₁S₄和S₂S₄
②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
③植物組織培養(yǎng)   $\frac{1}{2}$   若后代中無抗病個體；則M基因插入到S2基因以外的其他位置
（3）缺少核糖體，無法合成蛋白質(zhì)

點(diǎn)評 本題考查育種相關(guān)知識，意在考查考生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)知識解決相關(guān)的生物學(xué)問題．