Question

11．自交不親和性是指某植物的雌性兩性 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(wú)法自家產(chǎn)生后代．
（1）煙草的自交不親和性是由位于一對(duì)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)說(shuō)明基因突變具有不定向性．
（2）煙草的花粉只有通過(guò)花粉管伸長(zhǎng)（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．下表為不親和基因的作用規(guī)律：

親本組合	S3S4♂S1S2♀	S1S2自交	S1S2♂S2S3♀	S4S5♂S5S6♀
花粉管萌發(fā)情況	S3、S4花粉管都能伸長(zhǎng)	S1、S2花粉管都不能伸長(zhǎng)	只有S3花粉管能伸長(zhǎng)	只有花粉管能伸長(zhǎng)

現(xiàn)將基因型為S₂S₃的花粉授于基因型為S₂S₄的煙草，則子代的基因型為S₂S₃、S₃S₄．自然條件下，煙草不存在S系列基因的純合個(gè)體，結(jié)合表格說(shuō)出理由：花粉所含S基因與母本的任何一個(gè)S基因種類相同，花粉管就不能完成受精
（3）研究發(fā)現(xiàn)，煙草的自交能育對(duì)自交不親和為顯性，種子的褐色對(duì)黃色為顯性，且兩對(duì)性狀可獨(dú)立遺傳．現(xiàn)有黃粒自交不親和與純種的褐粒自交能育種子少量，請(qǐng)完成下面培育穩(wěn)定遺傳的黃粒種子的實(shí)驗(yàn)：
①將黃粒與褐粒種子分別種植．開(kāi)花前，將由黃粒種子發(fā)育成的植株套袋，開(kāi)花期授以由褐粒種子發(fā)育成的植株的花粉，獲得種子．
②種植種子，開(kāi)花季節(jié)取其花藥進(jìn)行培養(yǎng)獲得單倍體幼苗．然后用一定濃度秋水仙素（適宜的低溫）進(jìn)行處理，繼續(xù)培養(yǎng)得正常植株．
③開(kāi)花前將所有正常植株套袋處理，收獲種子后保留黃粒性狀即可．
（4）研究又發(fā)現(xiàn)，S基因控制合成S核酸酶和S蛋白因子的兩個(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)．
（5）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，已知M基因成功導(dǎo)入到S₂所在II號(hào)染色體上，但不清楚具體位置．現(xiàn)以該植株為父本（父本或母本），與基因型為S₁S₂的個(gè)體雜交，根據(jù)子代中的抗病個(gè)體的比例確定M基因的具體位置．
I．若后代中抗病個(gè)體占50%，則說(shuō)明M基因插入到S₂基因中使該基因失活．
II．若后代中抗病個(gè)體占0，則說(shuō)明M基因插入到S₂基因之外的其他部位．
用遺傳圖解分析I情況（轉(zhuǎn)基因親本基因型S₄M，親本表現(xiàn)型不做要求）．

Answer 1

分析 1、基因突變的特點(diǎn)：普遍性、隨機(jī)性、不定向性、低頻性和多害少利性．基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來(lái)源，能為生物進(jìn)化提供原材料．
2、基因分離定律的實(shí)質(zhì)：進(jìn)行有性生殖的生物在進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過(guò)程中，位于同源染色體上的等位基因隨同源染色體分離而分離，分別進(jìn)入不同的配子中隨配子獨(dú)立遺傳給后代．

解答 解：（1）復(fù)等位基因的出現(xiàn)說(shuō)明基因突變具有不定向性．
（2）若基因型為S₂S₃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S₃的花粉，子代基因型為 S₂S₃、S₃S₄．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(shí)，花粉管就不能伸長(zhǎng)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(gè)體．
（3）本實(shí)驗(yàn)是為獲得能穩(wěn)定遺傳的黃粒種子，而現(xiàn)有的種子是黃粒自交不親和與純種褐粒自交能育，所以采用黃粒與褐粒雜交獲得種子，由于黃粒是自交不親和，所以需要將黃粒種子發(fā)育的植株套袋，防止其它植株的花粉進(jìn)行傳粉，在開(kāi)花其授以褐粒種子發(fā)育植株的花粉，獲得F₁種子．F₁表現(xiàn)型為自交能育褐色．F₁能產(chǎn)生四種配子，用花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗，然后用一定濃度的秋水仙素處理，可獲得正常純合子植株，分別為黃色雜交不親和、黃色雜交親和、褐色雜交不親和、褐色雜交親和．所以在開(kāi)花前將所有正常植株套袋處理，能產(chǎn)生種子的黃粒性狀為能穩(wěn)定遺傳的植株，保留其種子即可．
（4）rRNA是組成核糖體的重要成分，而S基因控制合成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，導(dǎo)致核糖體無(wú)法合成，進(jìn)而無(wú)法合成蛋白質(zhì)，最終導(dǎo)致花粉管不能伸長(zhǎng)．
（5）該實(shí)驗(yàn)的目的是判斷導(dǎo)入基因的位置，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(gè)體的比例確定M基因的具體位置．如果M基因插入到S₂基因中使該基因失活，則后代中抗病個(gè)體占50%；如果M基因插入到S₂基因之外的其他部位，S₂無(wú)法進(jìn)行完成受精，后代中無(wú)抗病個(gè)體．遺傳圖解如下：

故答案為：
（1）基因突變具有不定向性
（2）S₂S₃、S₃S₄ 花粉所含S基因與母本的任何一個(gè)S基因種類相同，花粉管就不能完成受精
（3）①黃粒   褐粒②一定濃度秋水仙素（適宜的低溫）③套袋    黃粒
（4）缺少核糖體，無(wú)法合成蛋白質(zhì)
（5）父本    50%     0        

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因突變、基因分離定律的實(shí)質(zhì)及應(yīng)用，要求考生識(shí)記基因突變的特點(diǎn)；識(shí)記基因分離定律的實(shí)質(zhì)，能根據(jù)表格中信息進(jìn)行推斷；能設(shè)計(jì)遺傳實(shí)驗(yàn)完成探究，屬于考綱理解和應(yīng)用層次的考查，難度較大．