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【题目】I.烟草是雌雄同株植物,有系列品种,只有不同品种间行种植才能产生种子,这与由S基因控制的遗传机制有关。请分析回答下列问题:

(1)研究发现,烟章的S基因分为S1、S2、S3……等15种,它们互为等位基因,等位基因的产生是由于突变时基因分子结构中发生___________的结果。

(2)S基因在雌蕊中表达合成S核酸酶,在花粉管中表达合成S因子。传粉后,雌蕊产生的S核酸酶进入花粉管中,只能与同型S基因表达合成的S因子特异性结合,进而将花粉管细胞中的mRNA降解,使花粉管不能伸长,无法完成受精作用。据此分析烟草不存在S基因的______________(填“纯合”或“杂合”)个体。

(3)将基因型为S1S2和S1S3的烟草间行种植,全部子代的基因型为________________

II. 当某些基因转录形成的mRNA分子难与模板链分离时,会形成RNA-DNA杂交体,这时非模板链、RNA-DNA杂交体共同构成R环结构。研究表明R环结构会影响DNA复制、转录和基因的稳定性等。下图是原核细胞DNA复制及转录相关过程的示意图。分析回答:

(1)R环结构通常出现在DNA非转录模板链上含较多碱基G的片段,R环中含有碱基G的核苷酸有_________,富含G的片段容易形成R环的原因是_____________。对这些基因而言,R环的是否出现可作为_____________的判断依据。

(2) R环的形成会降低DNA的稳定性,如非模板链上胞嘧啶转化为尿嘧啶,经_____________次DNA复制后开始产生碱基对C-G替换为_____________的突变基因。

【答案】 碱基对的增添、缺失和改变 纯合(子) S2S3、S1S3、S1S2 鸟嘌呤脱氧核苷酸和鸟嘌呤核糖核苷酸 模板链与mRNA之间形成的氢键比例高,mRNA不易脱离模板链 基因是否转录(或表达) 2 T-A

【解析】

I.(1)烟草的S基因分为S1、S2、S3……等15种,它们互为等位基因,等位基因的产生是由于碱基对的增添、缺失和改变;(2)由于雌蕊产生的S核酸酶进入花粉管中,只能与同型S基因表达合成的S因子特异性结合进而将花粉管细胞中的mRNA降解,使花粉管不能伸长,无法完成受精作用,若完成受精得到的后代应该都是不同的,故烟草不存在S基因的纯合子;(3)将基因型为S1S2和S1S3的烟草间行种植,全部子代的基因型中没有纯合子的,故为S2S3、S1S3、S1S2

II.(1)R环结构通常出现在DNA非转录模板链上含较多碱基G的片段,R环中含有碱基G的核苷酸有可能是DNA中的,也有可能是RNA中的,为此中含有碱基G的核苷酸有鸟嘌呤脱氧核苷酸和鸟嘌呤核糖核苷酸;富含G的片段模板链与mRNA之间形成的氢键比例高,mRNA不易脱离模板链;为此,对于这些基因而言,R环的是否出现可作为基因是否转录(或表达)的判断依据;(2)R环的形成会降低DNA的稳定性,如非模板链上胞嘧啶转化为尿嘧啶,经2次DNA复制后开始产生碱基对C-G替换为T-A的突变基因。

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