Question

4．自然界中雌雄同株植物大多可自交产生后代，面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，其规律如图1所示（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S基因分为S₁、S₂、S₃等15种，它们控制同一性状，互为等位基因，它们的产生是基因突变的结果，同时也体现了该类变异具有不定向性的特点．
（2）将基因型为S₁S₂和S₂S₃的烟草间行种植，全部子代的基因型及比例为：S₁S₃：S₂S₃：S₁S₂=2：1：1．
（3）自交不亲和性是植物经长期自然选择形成的，这有利于异花传粉，从而提高遗传（或基因）多样性，为物种的进化提供更丰富的原材料，使之更好地适应环境．
（4）某雌雄同株植物花的颜色由两对等位基因（E和e，F和f）控制，其中一对基因控制色素的合成，另一对基因控制颜色的深度，其花的颜色与基因型的对应关系见下表．请回答下列问题：

基因型	E  Ff	E  ff	E  FF或ee
花的颜色	粉色	红色	白色

①由表可知，E基因存在时可合成色素；F基因存在时可淡化颜色的深度．
②用纯合白花植株和纯合红花植株杂交，若产生的子代植株全开粉色花，则亲代白花植株的基因型为EEFF或eeFF．
③现不知两对基因（E和e，F和f）是在同一对同源染色体上，还是在两对同源染色体上，某课题小组用EeFf的粉色植株进行探究实验：
实验假设：这两对等位基因在染色体上的位置存在三种类型（如图2）．
实验方法：用基因型为EeFf的粉色植株进行测交，观察并统计子代植株所开花的颜色和比例．

可能的实验结果（不考虑交叉互换）及相应的结论：
a．若子代植株花表现型及比例为粉色：红色：白色=1：1：2，则两对基因分别位于两对同源染色体上（符合图中第一种类型）；
b．若子代植株花表现型及比例为粉色：白色=1：1，则两对基因在一对同源染色体上（符合图中第二种类型）；
c．若子代植株花表现为红色：白色=1：1，则两对基因在一对同源染色体上（符合图中第三种类型）．该粉色植株能形成的配子类型及比例为Ef：eF=1：1．

Answer 1

分析 1、由图示和题干可知，烟草无法完成自交的原因是：花粉所含S基因与母本的任何一个S基因种类相同，花粉管就不能伸长完成受精，因此烟草没有纯合子；两种基因型的烟草间行种植只能完成杂交；rRNA是构成核糖体的成分，核糖体是蛋白质的合成车间．
分析表格：植物花的颜色中，粉色为E_Ff，红色为E_ff，白色为E_FF和ee__，遵循基因的自由组合定律．
2、基因自由组合定律的实质是减数分裂过程中位于非同源染色体上的非等位基因自由组合．若两对基因位于一对同源染色体上，则遵循基因分离定律，不遵循自由组合定律．

解答 解：（1）烟草的S1、S2、S3基因是一组复等位基因，是基因突变的结果，体现了基因突变的不定向性，同时也体现了该类变异具有不定向性的特点．
（2）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S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S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S₁S₃：S₂S₃：S₁S₂=2：1：1．
（3）自交不亲和性是植物经长期自然选择形成的，这有利于异花传粉，从而提高遗传多样性，为物种的进化提供更丰富的原材料，使之更好地适应环境．
（4）①由上表可知，E基因存在时可合成色素，且显性纯合子和杂合子的效应相同；F基因存在时可淡化颜色的深度，且显性纯合子和杂合子的效应不同．
②用纯合白花植株（EEFF或eeff或eeFF）和纯合红花植株（EEff）杂交，若产生的子代植株全开粉色花（E_Ff），则亲代白花植株的基因型为EEFF或eeFF．
③欲探究两对基因是否在一对同源染色体上，可让EeFf的粉色植株测交，观察并统计子代植株所开花的颜色和比例．
a．若在两对同源染色体上（符合第一种类型），符合自由组合定律，EeFf测交，即EeFf×eeff，子代的表现型及比例为粉色（EeFf）：红色（Eeff）：白色（eeFf、eeff）=1：1：2．
b．若在一对同源染色体上，且E和F在同一条染色体（符合图中第二种类型），EeFf测交，即EeFf×eeff，子将EF、ef分别看成是一个整体，则子代基表现型及比例为粉色（EeFf）：白色（eeff）=1：1．
c．若在一对同源染色体上，且E和F不在同一条染色体上（符合图中第三种类型），EeFf能产生两种比例相等的配子，即Ef：eF=1：1，其测交，将Ef、eF分别看成是一个整体，则子代基表现型及比例为红色（Eeff）：白色（eeFf）=1：1．
故答案为：
（1）等位基因       基因突变      不定向性
（2）S₁S₃：S₂S₃：S₁S₂=2：1：1
（3）自然选择          遗传（或基因）
（4）①E    F  
 ②EEFF或eeFF
③粉色：红色：白色=1：1：2    粉色：白色=1：1    Ef：eF=1：1

点评 本题结合图表，考查基因自由组合定律的实质及应用，要求考生掌握基因自由组合定律的实质，能根据表中信息推断基因型与表现型之间的对应关系，同时能根据图中基因的位置推断子代的表现型及比例．