Question

1．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．
（2）由圖可見，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．
（3）將基因型為S₁S₂和S₂S₃的煙草間行種植（正反交概率相等），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)，這導(dǎo)致雌蕊和花粉管細(xì)胞中所含的表達(dá)mRNA和蛋白質(zhì)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 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源，能為生物進(jìn)化提供原材料．
2、細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，因此生物體內(nèi)不同細(xì)胞中的mRNA和蛋白質(zhì)種類有所區(qū)別．
3、根據(jù)題意和圖示分析可知：煙草無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，花粉管就不能伸長完成受精，因此煙草沒有純合子；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）控制同一性狀的不同表現(xiàn)型的基因S₁、S₂、S₃互為等位基因；等位基因是基因突變產(chǎn)生的．
（2）當(dāng)花粉所含S基因與母本的任何一個(gè)S基因種類相同時(shí)，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(gè)體．
（3）煙草不存在S基因的純合個(gè)體，間行種植時(shí)，煙草植株可以自交和雜交兩種交配方式，但是自交無法產(chǎn)生后代，S₁S₂作父本時(shí)，雜交后代有S₁S₃和S₁S₂，比例為1：1，S₂S₃作父本時(shí)，雜交后代有S₁S₃和S₂S₃，比例為1：1，綜合以上可知，后代中共有三種基因型及其比例為：S₁S₃：S₂S₃：S₁S₂=2：1：1．
（4）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)，即基因的選擇性表達(dá)，這會導(dǎo)致雌蕊和花粉管細(xì)胞中所含的mRNA和蛋白質(zhì)有所區(qū)別．rRNA是核糖體的組成部分，S基因控制合成S核酸酶能夠?qū)�rRNA水解，導(dǎo)致花粉管中缺少核糖體，造成蛋白質(zhì)無法合成，從而使花粉管不能伸長．
故答案為：
（1）等位基因　基因突變
（2）純合
（3）S₁S₃：S₂S₃：S₁S₂=2：1：1
（4）mRNA和蛋白質(zhì)　缺少核糖體，無法合成蛋白質(zhì)

點(diǎn)評 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，意在考查能運(yùn)用所學(xué)知識與觀點(diǎn)，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(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)知識解決相關(guān)的生物學(xué)問題的能力．