Question

【題目】煙草是雌雄同株植物，卻無法自交產生后代。這是由S基因控制的遺傳機制所決定的，S基因分為S1、S2、S3等15種。圖表示煙草植物傳粉受精的遺傳機制示意圖（注：精子通過花粉管輸送到卵細胞所在處，完成受精）。

【1】煙草的15種S基因互稱為_______，來源于_________。

【2】據圖推測煙草無法自交產生后代的原因是（ ）

A.花粉基因與卵細胞基因一致，花粉管能伸長

B.花粉基因與卵細胞基因不一致，花粉管能伸長

C.花粉基因與卵細胞基因一致，花粉管不能伸長

D.花粉基因與卵細胞基因不一致，花粉管不能伸長

【3】研究發現，S基因包含控制合成S核酸酶和S因子的兩個部分，前者在雌蕊中表達，后者在花粉管中表達。傳粉后，雌蕊產生的S核酸酶進入花粉管中，與對應的S因子特異性結合，進而將花粉管中的rRNA降解，據此分析花粉管不能伸長的直接原因是______________________。

【4】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可能有（ ）

A.S1S2B.S2S3C.S1S3D.S2S2

【5】自然界中有許多與煙草一樣具有自交不育特性的植物，從進化角度來說是____________的結果，這種特性的生物學意義是（______）

A．有利于提高遺傳多樣性

B．有利于提高物種多樣性

C．為物種的進化提供了更豐富的原材料

D．體現了雜種優勢，更有利于該物種的發展

Answer 1

【答案】

【1】 復等位基因 基因突變

【2】C

【3】缺少核糖體，無法合成蛋白質

【4】ABC

【5】 自然選擇 ACD

【解析】

【1】煙草的S1、S2、S3等15種S基因是一組復等位基因，它們之間的根本區別是基因中堿基對的排列順序不同，等位基因的產生是基因突變的結果。

【2】分析左側題圖，父本可產生S3、S4兩種配子，母本可產生S1、S2兩種配子，花粉管能伸長；分析中間題圖，父本可產生S1、S2兩種配子，母本可產生S1、S2兩種配子，花粉管不能伸長；分析右側題圖，父本可產生S1、S3兩種配子，母本可產生S1、S2兩種配子，S3花粉管能伸長，S1花粉管不能伸長；綜合分析三個圖，推測煙草無法自交產生后代的原因是：當花粉基因與卵細胞基因一致時，花粉管不能伸長，C正確；A、B、D錯誤。

【3】根據題意分析，S基因包含控制合成S核酸酶和S因子的兩個部分，前者在雌蕊中表達，后者在花粉管中表達，即基因的選擇性表達，這會導致雌蕊和花粉管細胞中所含的mRNA和蛋白質有所區別。rRNA是核糖體的組成部分，S基因控制合成S核酸酶能夠將rRNA水解，導致花粉管中缺少核糖體，造成蛋白質無法合成，從而使花粉管不能伸長。

【4】由題意可知，當花粉所含S基因種類和母本相同時，就不能完成花粉管的伸長。現在S1S2和S2S3間行種植，就有兩種交配方式：①S1S2♂×S2S3♀和②S1S2♀×S2S3♂，①中的花粉S2與卵細胞的S2基因種類相同，花粉管就不能伸長完成受精，花粉只有S1一種類型，后代有S1S2和S1S3數量相同的兩種；②中的花粉S2與卵細胞的S2基因種類相同，花粉管就不能伸長完成受精，花粉只有S3一種類型，后代有S1S3和S2S3數量相同的兩種，所以子代的基因型有S1S3、S2S3、S1S2。

【5】自然界中有許多與煙草一樣具有自交不育特性的植物，從進化角度來說是自然選擇的結果，這種特性的生物學意義是：當花粉所含S基因與母本的任何一個S基因種類相同時，花粉管就不能伸長完成受精作用，因此在自然條件下煙草不存在S基因的純合個體，有利于提高遺傳多樣性，為物種的進化提供了更豐富的原材料，體現了雜種優勢，更有利于該物種的發展，故選ACD。