Question

水稻是我国重要的粮食作物，开两性花，其花非常小。研究发现水稻花粉的可育、不育分别由细胞核基因(R/r)和线粒体基因(N、S，每一植株只具其中一种基因)共同控制。基因型为S(rr)的花粉不育，其他的基因型都为花粉可育。请回答下列问题。

（1）与豌豆相比，水稻作为杂交实验材料的缺点，除了不是闭花受粉外，还有_______________。

（2）R、r和N、S基因_________ (填“是”或“否")遵循自由组合定律，原因是_______________。

（3）植株S(Rr)自交后代中花粉可育与花粉不育比例是_______________________________________。

（4）若年年都需要基因型为S(Rr)的种子，则可以选用基因型为_________和________的水稻间行种植。前者收获S(Rr)的种子，后者收获的种子下年继续培育S(Rr)的种子。

（5）若年年都需要雄性不育的种子，则可以选用基因型为_________和________的水稻间行种植。前者收获雄性不育的种子，后者收获的种子下年继续培育雄性不育的种子。

Answer

花小，杂交实验时，母本难以去雄（或答花小，难以做人工杂交实验） 否 位于非同源染色体上的非等位基因之间可以发生自由组合，而N、S基因不位于染色体上 3：1 S(rr) S(RR)或N(RR) S(rr) N(rr)

【解析】

根据题意可知，R、r属于一对等位基因，位于一对同源染色体的相同位置上，而N、S属于细胞质基因，其在遗传过程中遵循细胞质基因的遗传特点，即母系遗传。通过这两对基因的遗传规律绘制遗传图解是本题的解题关键。

（1）与豌豆相比，水稻作为杂交实验材料的缺点，除了不是闭花受粉外，还有花小，杂交实验时，母本难以去雄，难以进行人工杂交实验。
（2）R、r和N、S基因不遵循孟德尔的自由组合定律；原因是自由组合定律是指位于非同源染色体上的非等位基因之间可以发生自由组合，而N、S基因是线粒体基因，不位于染色体上。
（3）植株S（Rr）产生S（R）和S（r）这两种配子，花粉的比例为1：1，卵细胞的比例也为1：1，所以后代雌雄配子结合得到的后代中S（R-）：S（rr）=3：1。
（4）由于题干中描述S（rr）的花粉不育，所以该个体在设计实验时只能当作母本，由于细胞质基因属于母系遗传的特点，可以考虑使得S（rr）做母本提供S和r基因，由于实验要求只设计一次杂交实验，所以父本选择为S（RR）或N（RR），使其提供R基因。
（5）为了长期稳定获得雄性不育植株，即S（rr）个体，可以每年选择雄性不育植株S（rr）做母本，与基因型为N（rr）的植株杂交，这样得到的全部后代都为S（rr）。