Question

自交不亲和性是指某一植物的雌雄两性机能正常，但不能进行自花传粉或同一品系内异花传粉的现象．如某品种烟草为二倍体雌雄同株植物，却无法自交产生后代．请回答问题：

（1）烟草的自交不亲和性是由位于一对同源染色体上的复等位基因（S₁、S₂…S₁₅）控制，以上复等位基因的出现是      的结果，同时也体现了该变异具有     特点．

（2）烟草的花粉只有通过花粉管伸长（花粉管由花粉萌发产生）输送到卵细胞所在处，才能完成受精．下表为不亲和基因的作用机制：

将基因型为S₁S₄的花粉授于基因型为S₂S₄的烟草，则子代的基因型为      ；若将上述亲本进行反交，子代的基因型为      ．自然条件下，烟草不存在S系列基因的纯合个体，分析原因是                                                ．

（3）科学家将某抗病基因M成功导入基因型为S₂S₄的烟草体细胞，经植物组织培养后获得成熟的抗病植株．如图，已知M基因成功导入到S₂所在II号染色体上，但不清楚具体位置．现以该植株为      （父本或母本），与基因型为S₁S₂的个体杂交，根据子代中的抗病个体的比例确定M基因的具体位置．

Ⅰ．若后代中抗病个体占    ，则说明M基因插入到S₂基因中使该基因失活．

Ⅱ．若后代中抗病个体占      ，则说明M基因插入到S₂基因之外的其它部位．

Answer

（1）基因突变 多方向性（不定向性）

（2）S1S2和S1S4 S1S2和S2S4（2分）如果花粉所含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

（3）父本 50% 0

【解析】

（1）控制同一性状的不同表现型的基因互为等位基因；等位基因是基因突变产生的．由于产生的等位基因多，所以体现了基因突变的不定向性。

（2）①若基因型为S1S2的花粉授予基因型为S2S4的烟草，S2S4的烟草产生的卵细胞是S2和S4，所以只能接受S1的花粉，子代基因型为S1S2和S1S4．如进行反交，则卵细胞为S1和S2，所以只能接受S4的花粉，子代基因型为S1S4和S2S4。

②由分析可知，当花粉所含S基因与卵细胞的S基因种类相同时，花粉管就不能伸长完成受精，所以自然条件下，烟草不存在S系列基因的纯合个体。

（3）科学家将某抗病基因M成功导入基因型为S2S4的烟草体细胞，经植物组织培养后获得成熟的抗病植株．如图所示，已知M基因成功导入到II号染色体上，但不清楚具体位置．现以该植株为父本，与基因型为S1S2的母本杂交，根据子代中的抗病个体的比例确定M基因的具体位置．若后代中抗病个体占50%，则说明M基因插入到S2基因中使该基因失活；若后代中无抗病个体，则M基因插入到S2基因以外的其他位置。

【考点定位】基因的分离规律的实质及应用

【名师点睛】1、基因突变产生等位基因，由于基因突变是不定向的，因此产生复等位基因。

2、由表格信息可知，具有与卵细胞相同的基因的花粉不能萌发完成受精作用，在解答该问题时可以根据自交不亲和的机理判断能萌发完成受精作用的花粉的基因型，用雌雄配子结合法写出杂交后代的基因型。