Question

【题目】烟草是雌雄同株植物，却无法自交产生后代。这是由S基因控制的遗传机制所决定的，S基因分为S1、S2、S3等15种。图表示烟草植物传粉受精的遗传机制示意图（注：精子通过花粉管输送到卵细胞所在处，完成受精）。

【1】烟草的15种S基因互称为_______，来源于_________。

【2】据图推测烟草无法自交产生后代的原因是（ ）

A.花粉基因与卵细胞基因一致，花粉管能伸长

B.花粉基因与卵细胞基因不一致，花粉管能伸长

C.花粉基因与卵细胞基因一致，花粉管不能伸长

D.花粉基因与卵细胞基因不一致，花粉管不能伸长

【3】研究发现，S基因包含控制合成S核酸酶和S因子的两个部分，前者在雌蕊中表达，后者在花粉管中表达。传粉后，雌蕊产生的S核酸酶进入花粉管中，与对应的S因子特异性结合，进而将花粉管中的rRNA降解，据此分析花粉管不能伸长的直接原因是______________________。

【4】将基因型为S1S2和S2S3的烟草间行种植，全部子代的基因型种类可能有（ ）

A.S1S2B.S2S3C.S1S3D.S2S2

【5】自然界中有许多与烟草一样具有自交不育特性的植物，从进化角度来说是____________的结果，这种特性的生物学意义是（______）

A．有利于提高遗传多样性

B．有利于提高物种多样性

C．为物种的进化提供了更丰富的原材料

D．体现了杂种优势，更有利于该物种的发展

Answer 1

【答案】

【1】 复等位基因 基因突变

【2】C

【3】缺少核糖体，无法合成蛋白质

【4】ABC

【5】 自然选择 ACD

【解析】

【1】烟草的S1、S2、S3等15种S基因是一组复等位基因，它们之间的根本区别是基因中碱基对的排列顺序不同，等位基因的产生是基因突变的结果。

【2】分析左侧题图，父本可产生S3、S4两种配子，母本可产生S1、S2两种配子，花粉管能伸长；分析中间题图，父本可产生S1、S2两种配子，母本可产生S1、S2两种配子，花粉管不能伸长；分析右侧题图，父本可产生S1、S3两种配子，母本可产生S1、S2两种配子，S3花粉管能伸长，S1花粉管不能伸长；综合分析三个图，推测烟草无法自交产生后代的原因是：当花粉基因与卵细胞基因一致时，花粉管不能伸长，C正确；A、B、D错误。

【3】根据题意分析，S基因包含控制合成S核酸酶和S因子的两个部分，前者在雌蕊中表达，后者在花粉管中表达，即基因的选择性表达，这会导致雌蕊和花粉管细胞中所含的mRNA和蛋白质有所区别。rRNA是核糖体的组成部分，S基因控制合成S核酸酶能够将rRNA水解，导致花粉管中缺少核糖体，造成蛋白质无法合成，从而使花粉管不能伸长。

【4】由题意可知，当花粉所含S基因种类和母本相同时，就不能完成花粉管的伸长。现在S1S2和S2S3间行种植，就有两种交配方式：①S1S2♂×S2S3♀和②S1S2♀×S2S3♂，①中的花粉S2与卵细胞的S2基因种类相同，花粉管就不能伸长完成受精，花粉只有S1一种类型，后代有S1S2和S1S3数量相同的两种；②中的花粉S2与卵细胞的S2基因种类相同，花粉管就不能伸长完成受精，花粉只有S3一种类型，后代有S1S3和S2S3数量相同的两种，所以子代的基因型有S1S3、S2S3、S1S2。

【5】自然界中有许多与烟草一样具有自交不育特性的植物，从进化角度来说是自然选择的结果，这种特性的生物学意义是：当花粉所含S基因与母本的任何一个S基因种类相同时，花粉管就不能伸长完成受精作用，因此在自然条件下烟草不存在S基因的纯合个体，有利于提高遗传多样性，为物种的进化提供了更丰富的原材料，体现了杂种优势，更有利于该物种的发展，故选ACD。