Question

4．自然界中雌雄同株植物大多可自交產(chǎn)生后代，面煙草是雌雄同株植物，卻無(wú)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1所示（注：精子通過(guò)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，它們控制同一性狀，互為等位基因，它們的產(chǎn)生是基因突變的結(jié)果，同時(shí)也體現(xiàn)了該類變異具有不定向性的特點(diǎn)．
（2）將基因型為S₁S₂和S₂S₃的煙草間行種植，全部子代的基因型及比例為：S₁S₃：S₂S₃：S₁S₂=2：1：1．
（3）自交不親和性是植物經(jīng)長(zhǎng)期自然選擇形成的，這有利于異花傳粉，從而提高遺傳（或基因）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．
（4）某雌雄同株植物花的顏色由兩對(duì)等位基因（E和e，F(xiàn)和f）控制，其中一對(duì)基因控制色素的合成，另一對(duì)基因控制顏色的深度，其花的顏色與基因型的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)下表．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

基因型	E  Ff	E  ff	E  FF或ee
花的顏色	粉色	紅色	白色

①由表可知，E基因存在時(shí)可合成色素；F基因存在時(shí)可淡化顏色的深度．
②用純合白花植株和純合紅花植株雜交，若產(chǎn)生的子代植株全開(kāi)粉色花，則親代白花植株的基因型為EEFF或eeFF．
③現(xiàn)不知兩對(duì)基因（E和e，F(xiàn)和f）是在同一對(duì)同源染色體上，還是在兩對(duì)同源染色體上，某課題小組用EeFf的粉色植株進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)假設(shè)：這兩對(duì)等位基因在染色體上的位置存在三種類型（如圖2）．
實(shí)驗(yàn)方法：用基因型為EeFf的粉色植株進(jìn)行測(cè)交，觀察并統(tǒng)計(jì)子代植株所開(kāi)花的顏色和比例．

可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果（不考慮交叉互換）及相應(yīng)的結(jié)論：
a．若子代植株花表現(xiàn)型及比例為粉色：紅色：白色=1：1：2，則兩對(duì)基因分別位于兩對(duì)同源染色體上（符合圖中第一種類型）；
b．若子代植株花表現(xiàn)型及比例為粉色：白色=1：1，則兩對(duì)基因在一對(duì)同源染色體上（符合圖中第二種類型）；
c．若子代植株花表現(xiàn)為紅色：白色=1：1，則兩對(duì)基因在一對(duì)同源染色體上（符合圖中第三種類型）．該粉色植株能形成的配子類型及比例為Ef：eF=1：1．

Answer 1

分析 1、由圖示和題干可知，煙草無(wú)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(zhǎng)完成受精，因此煙草沒(méi)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．
分析表格：植物花的顏色中，粉色為E_Ff，紅色為E_ff，白色為E_FF和ee__，遵循基因的自由組合定律．
2、基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)是減數(shù)分裂過(guò)程中位于非同源染色體上的非等位基因自由組合．若兩對(duì)基因位于一對(duì)同源染色體上，則遵循基因分離定律，不遵循自由組合定律．

解答 解：（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，體現(xiàn)了基因突變的不定向性，同時(shí)也體現(xiàn)了該類變異具有不定向性的特點(diǎn)．
（2）由題意可知，當(dāng)花粉所含S基因種類和母本相同時(shí)，就不能完成花粉管的伸長(zhǎng)．現(xiàn)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(xì)胞的S基因種類相同，花粉管就不能伸長(zhǎng)完成受精，花粉只有S1一種類型，后代有S₁S₂和S₁S₃數(shù)量相同的兩種；②中的花粉S2與卵細(xì)胞的S基因種類相同，花粉管就不能伸長(zhǎng)完成受精，花粉只有S₃一種類型，后代有S₁S₃和S₂S₃數(shù)量相同的兩種，所以子代S₁S₃：S₂S₃：S₁S₂=2：1：1．
（3）自交不親和性是植物經(jīng)長(zhǎng)期自然選擇形成的，這有利于異花傳粉，從而提高遺傳多樣性，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．
（4）①由上表可知，E基因存在時(shí)可合成色素，且顯性純合子和雜合子的效應(yīng)相同；F基因存在時(shí)可淡化顏色的深度，且顯性純合子和雜合子的效應(yīng)不同．
②用純合白花植株（EEFF或eeff或eeFF）和純合紅花植株（EEff）雜交，若產(chǎn)生的子代植株全開(kāi)粉色花（E_Ff），則親代白花植株的基因型為EEFF或eeFF．
③欲探究?jī)蓪?duì)基因是否在一對(duì)同源染色體上，可讓EeFf的粉色植株測(cè)交，觀察并統(tǒng)計(jì)子代植株所開(kāi)花的顏色和比例．
a．若在兩對(duì)同源染色體上（符合第一種類型），符合自由組合定律，EeFf測(cè)交，即EeFf×eeff，子代的表現(xiàn)型及比例為粉色（EeFf）：紅色（Eeff）：白色（eeFf、eeff）=1：1：2．
b．若在一對(duì)同源染色體上，且E和F在同一條染色體（符合圖中第二種類型），EeFf測(cè)交，即EeFf×eeff，子將EF、ef分別看成是一個(gè)整體，則子代基表現(xiàn)型及比例為粉色（EeFf）：白色（eeff）=1：1．
c．若在一對(duì)同源染色體上，且E和F不在同一條染色體上（符合圖中第三種類型），EeFf能產(chǎn)生兩種比例相等的配子，即Ef：eF=1：1，其測(cè)交，將Ef、eF分別看成是一個(gè)整體，則子代基表現(xiàn)型及比例為紅色（Eeff）：白色（eeFf）=1：1．
故答案為：
（1）等位基因       基因突變      不定向性
（2）S₁S₃：S₂S₃：S₁S₂=2：1：1
（3）自然選擇          遺傳（或基因）
（4）①E    F  
 ②EEFF或eeFF
③粉色：紅色：白色=1：1：2    粉色：白色=1：1    Ef：eF=1：1

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合圖表，考查基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)及應(yīng)用，要求考生掌握基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)，能根據(jù)表中信息推斷基因型與表現(xiàn)型之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)能根據(jù)圖中基因的位置推斷子代的表現(xiàn)型及比例．