Question

1．植物的自交不親和性是指當(dāng)花粉落在自身柱頭上時，花粉不能夠正常萌發(fā)或穿過柱頭，無法完成受梢作用，表現(xiàn)為自交不能結(jié)實的現(xiàn)象．為了將白菜中的自交不親和基因轉(zhuǎn)入甘藍(lán)型油菜，培育自交不親和油菜，科研人員進(jìn)行了圖1所示的雜交實驗．

（1）據(jù)圖分析，F(xiàn)₁的染色體組成為AAC，其中C組染色體有9條．由于C組染色體在減數(shù)分裂時會隨機(jī)移向某一極，F(xiàn)₁形成染色體組成為AC的配子的幾率為$\frac{1}{512}$，因而F₁與親代母本雜交可獲得染色體組成為AACC的BC₁植株，選育得到自交不親和的純系植株植株M．植株M自交不親和的原因是F₁有一個A染色體組來自白菜，帶有自交不親和基因．
（2）科研人員以得到的純系植株M與純系甘藍(lán)型油菜雜交，得到子一代，子一代植株自交獲得的510株植株中，369株為內(nèi)交親和植株，其余為自交不親和植株，初步判斷自交不親和性狀是隱性性狀．對子一代植株進(jìn)行測交，調(diào)查測交后代植株群體的親和性分離情況，可驗證該假設(shè)．符合預(yù)期的結(jié)果是自交親和與自交不親和植株各占$\frac{1}{2}$（或“自交親和：自交不親和=1：1”）．
（3）研究發(fā)現(xiàn)，油菜自交不親和性與S位點(diǎn)的基因型有關(guān)，機(jī)理如圖2所示．

①S位點(diǎn)基因有四種不同類型，它們的差異是堿基對的排序不同．
②據(jù)圖分析，落在柱頭上的油菜花粉是否能萌發(fā)決定于父本S位點(diǎn)的基因組成中是否具有與母本相同的類型．
③自交不親和現(xiàn)象有利于防止自交退化，保持油菜的基因（遺傳）多樣性．
（4）進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，S位點(diǎn)SLG、SCR、SRK三個基因組成，但三個基因作為一個整體向后代傳遞，其原因是三個基因之間不發(fā)生交換（或交換的概率極低）．

Answer 1

分析 1、分析自交不親和油菜的過程可知，自交不親和白菜二倍體，共20條染色體，A是一個染色體組，染色體數(shù)目是10，自交親和甘藍(lán)油菜是二倍體，共38條染色體，染色體組成是AACC，其中A是10條染色體，C是9條染色體．
2、基因自由組合定律的實質(zhì)：進(jìn)行有性生殖的生物在進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中，位于同源染色體上的等位基因隨同源染色體分離而分離的同時，位于非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行自由組合，位于一條染色體上的非等位基因不進(jìn)行自由組合，遵循連鎖交換定律．
3、生物多樣性包括三個層次，基因多樣性（遺傳多樣性）、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性．

解答 解：（1）自交不親和白菜產(chǎn)生的精子的染色體組成是A，自交親和白菜甘藍(lán)產(chǎn)生的卵細(xì)胞的染色體組型是AC，因此F₁的染色體組型是AAC；其中C是9條染色體；由于C組染色體在減數(shù)分裂時會隨機(jī)移向某一極，C是9條染色體，每一條染色體移向一極的概率是$\frac{1}{2}$，9條染色體移向同一極的概率是（$\frac{1}{2}$）⁹，F(xiàn)₁形成染色體組成為AC的配子的幾率為（$\frac{1}{2}$）⁹=$\frac{1}{512}$；由于有一個A染色體組來自白菜，帶有自交不親和基因，因此F₁與親代母本雜交可獲得染色體組成為AACC的BC₁植株，選育得到自交不親和的純系植株植株M．
（2）純系植株M與純系甘藍(lán)型油菜雜交，得到子一代，子一代植株自交獲得的510株植株中，369株為自交親和植株，其余為自交不親和，自交親和與自交不親和之比接近3：1，因此自交不親和可能是隱性性狀，如果自交不親和是隱性性狀，自交親和是顯性性狀，子一代是雜合子，子一代進(jìn)行測交實驗，自交親和：自交不親和=1：1．
（3）①S位點(diǎn)基因有四種不同類型，即四種基因的遺傳信息不同，遺傳信息不同是由基因中堿基對的排列順序決定的．
②由于油菜存在自交不親和現(xiàn)象，落到雌蕊柱頭上的花粉與卵細(xì)胞相同則不能萌發(fā)，因此落在柱頭上的油菜花粉是否能萌發(fā)決定于父本S位點(diǎn)的基因組成中是否具有與母本相同的類型．
③生物多樣性包括基因多樣性（遺傳多樣性）、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)對于，自交不親和現(xiàn)象有利于防止自交退化，保持油菜的基因多樣性（遺傳多樣性）．
（4）S位點(diǎn)SLG、SCR、SRK三個基因組成，如果三個基因作為一個整體向后代傳遞，說明三個基因之間不發(fā)生交換（或交換的概率極低）．
故答案為：
（1）AAC     9      $\frac{1}{512}$      有一個A染色體組來自白菜，帶有自交不親和基因
（2）隱性     自交親和與自交不親和植株各占$\frac{1}{2}$（或“自交親和：自交不親和=1：1”）
（3）①排序
②父本S位點(diǎn)的基因組成中是否具有與母本相同的類型
③遺傳（或“基因”）
（4）三個基因之間不發(fā)生交換（或交換的概率極低）

點(diǎn)評 本題旨在考查學(xué)生理解基因分定律的和自由組合定律的實質(zhì)、變異在育種中的應(yīng)用等知識要點(diǎn)，把握知識的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識網(wǎng)絡(luò)，并應(yīng)用相關(guān)知識結(jié)合題干信息進(jìn)行推理、解答問題．