Question

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。

Answer

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】请在此填写本题解析!

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。