Question

20．自交不親和性是指某一植物的雌雄兩性機能正常，但不能進行自花傳粉或同一品系內異花傳粉的現象．如某品種煙草為二倍體雌雄同株植物，卻無法自交產生后代．請回答問題：
（1）煙草的自交不親和性是由位于一對同源染色體上的復等位基因（S₁、S₂…S₁₅）控制，以上復等位基因的出現是基因突變的結果，同時也體現了該變異具有多方向性特點．
（2）煙草的花粉只有通過花粉管伸長（花粉管由花粉萌發產生）輸送到卵細胞所在處，才能完成受精．下表為不親和基因的作用機制：

親本組合	S3S4♂×S1S2♀	S1S2自交	S1S2♂×S1S3♀
花粉管萌發情況	基因型為S3和S4的花粉，其花粉管都能伸長	基因型為S1和S2的花粉，其花粉管均不能伸長	只有基因型為S2花粉，其花粉管能伸長

將基因型為S₁S₄的花粉授于基因型為S₂S₄的煙草，則子代的基因型為S₁S₂和S₁S₄；若將上述親本進行反交，子代的基因型為S₁S₂和S₂S₄．自然條件下，煙草不存在S系列基因的純合個體，分析原因是如果花粉所含S基因與母本的任何一個S基因種類相同，花粉管就不能伸長完成受精．
（3）科學家將某抗病基因M成功導入基因型為S₂S₄的煙草體細胞，經植物組織培養后獲得成熟的抗病植株．如圖，已知M基因成功導入到S₂所在II號染色體上，但不清楚具體位置．現以該植株為父本（父本或母本），與基因型為S₁S₂的個體雜交，根據子代中的抗病個體的比例確定M基因的具體位置．
Ⅰ．若后代中抗病個體占50%，則說明M基因插入到S₂基因中使該基因失活．
Ⅱ．若后代中抗病個體占0，則說明M基因插入到S₂基因之外的其它部位．

Answer 1

分析 根據題意和圖示分析可知：卵細胞是S₁和S₂時，S₁和S₂的花粉不能受精而S₃和S₄的花粉能受精．所以雄配子不能給相同基因組成的雌配子受粉．

解答 解：（1）控制同一性狀的不同表現型的基因互為等位基因；等位基因是基因突變產生的．由于產生的等位基因多，所以體現了基因突變的不定向性．
（2）①若基因型為S₁S₂的花粉授予基因型為S₂S₄的煙草，S₂S₄的煙草產生的卵細胞是S₂和S₄，所以只能接受S₁的花粉，子代基因型為S₁S₂和S₁S₄．如進行反交，則卵細胞為S₁和S₂，所以只能接受S₄的花粉，子代基因型為S₁S₄和S₂S₄．
②由分析可知，當花粉所含S基因與卵細胞的S基因種類相同時，花粉管就不能伸長完成受精，所以自然條件下，煙草不存在S系列基因的純合個體．
（3）科學家將某抗病基因M成功導入基因型為S₂S₄的煙草體細胞，經植物組織培養后獲得成熟的抗病植株．如圖所示，已知M基因成功導入到II號染色體上，但不清楚具體位置．現以該植株為父本，與基因型為S₁S₂的母本雜交，根據子代中的抗病個體的比例確定M基因的具體位置．若后代中抗病個體占50%，則說明M基因插入到S₂基因中使該基因失活；若后代中無抗病個體，則M基因插入到S₂基因以外的其他位置．
故答案為：
（1）基因突變       多方向性
（2）S₁S₂和S₁S₄          S₁S₂和S₂S₄
如果花粉所含S基因與母本的任何一個S基因種類相同，花粉管就不能伸長完成受精
（3）父本       50%        0

點評 本題考查基因的分離規律的實質及應用、育種相關知識，意在考查考生能從課外材料中獲取相關的生物學信息，并能運用這些信息，結合所學知識解決相關的生物學問題．