Question

16．Ⅰ．煙草是雌雄同株植物，卻無法自交產(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)律如圖所示（注：精子通過花粉管輸送到卵細(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．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基因的純合個(gè)體．
（2）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)，這導(dǎo)致雌蕊和花粉管細(xì)胞中所含的mRNA和蛋白質(zhì)等分子有所不同．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的直接原因是缺少核糖體，不能合成蛋白質(zhì)．
（3）自然界中許多植物具有與煙草一樣的自交不親和性，這更有利于提高生物遺傳性狀的多樣性，為物種的進(jìn)化提供更豐富的原材料，使之更好地適應(yīng)環(huán)境．
Ⅱ．以一個(gè)具有正常葉舌的水稻純系的種子為材料，進(jìn)行輻射誘變?cè)囼?yàn)．將輻射后的種子單獨(dú)隔離種植，發(fā)現(xiàn)甲、乙兩株的后代各分離出無葉舌突變株，且正常株與無葉舌突變株的分離比例均為3：1．經(jīng)觀察，這些葉舌突變都能真實(shí)遺傳．請(qǐng)回答：
（1）甲和乙的后代均出現(xiàn)3：1的分離比，表明輻射誘變處理均導(dǎo)致甲、乙中各有一個(gè)基因發(fā)生性突變．甲株后代中，無葉舌突變基因的頻率為50%．
（2）現(xiàn)要研究甲、乙兩株葉舌突變是發(fā)生在同一對(duì)基因上，還是發(fā)生在兩對(duì)基因上，請(qǐng)以上述實(shí)驗(yàn)中的甲、乙后代分離出的正常株和無葉舌突變株為實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)予以判斷．
①實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：選取甲、乙后代的進(jìn)行單株雜交，統(tǒng)計(jì)F₁的表現(xiàn)型及比例．
②預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論：
若F₁全為無葉舌突變株，則甲乙兩株葉舌突變是發(fā)生在同一對(duì)基因上；若F_{1全為正常植株}，則甲乙兩株葉舌突變是發(fā)生在兩對(duì)基因上．

Answer 1

分析 閱讀題干和題圖可知，本題涉及的知識(shí)有基因的分離定律、基因突變的特征、生物進(jìn)化與生物多樣性的形成，明確知識(shí)點(diǎn)，梳理相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，并解析題圖結(jié)合問題的具體提示綜合作答．

解答 解：I（1）煙草的S₁、S₂、S₃基因是一組復(fù)等位基因，是基因突變的結(jié)果．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，花粉管就不能伸長完成受精，就是父本和母本不能有相同的S基因，即子代沒有純合子．
（2）因?yàn)榛�因的選擇性表達(dá)，所以mRNA和蛋白質(zhì)會(huì)有差異；rRNA是核糖體的重要組成成分，花粉管中的rRNA降解后，缺少核糖體，無法合成蛋白質(zhì)，花粉管不能伸長．
（3）自交不親和，植物體必須雜交，接受外來花粉產(chǎn)生更多的遺傳性狀，提高了生物遺傳性狀的多樣性，為生物的進(jìn)化提供了豐富的原材料．
II（1）自交的性狀分離比例均為3：1，說明符合一對(duì)等位基因的分離定律，表明輻射誘變處理均導(dǎo)致甲、乙中各有一個(gè)基因發(fā)生隱性突變．若用A、a表示，甲株后代中AA：Aa：aa=1：2：1，將甲株的后代種植在一起，讓其隨機(jī)傳粉一代，符合遺傳平衡定律，則產(chǎn)生A和a配子概率均為50%．
（2）用兩種類型的無葉舌突變株雜交，若甲乙兩株葉舌突變是發(fā)生在同一對(duì)基因上，則雜交后代應(yīng)為純合體，后代全為無葉舌突變株；若甲乙兩株葉舌突變是發(fā)生在兩對(duì)基因上則雜交后代應(yīng)為雜合體，后代全為正常植株．
故答案為：
 I（1）等位基因 基因突變   純合
（2）mRNA和蛋白質(zhì)    缺少核糖體，不能合成蛋白質(zhì)
（3）多樣性   原材料
II（1）一 隱    50%
（2）甲乙兩株葉舌突變是發(fā)生在同一對(duì)基因上   正常植株  則甲乙兩株葉舌突變是發(fā)生在兩對(duì)基因上

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)，通過比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力及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)問題的能力．