自交及自由交配的比较辨析.docx
高中生物教材遗传与进化模块中有自交和自由交配两个概念，但却经常被学 生搞混淆，解题时更是网圈吞枣，因此深刻领悟其中含义，掌握其正确解题思路 和方法很有必要。1.1自交基因型相同的个体交配。大多数植物没有性别分化，为雕施同株单性花或两性花植物，像水稻、小麦 等两性花植物，其自花授粉的过程就称为自交；而像玉米、黄瓜等单性花植物来 说，自交是指同株异花授粉。所以自交的概念适用于植物，含义是自花授粉或雌 雄同株的异花授粉。对动物而言，大多数为雌嫌异体，虽有像蚯蚓等雌施同体的低等动物，但为 帆止物种衰退现象，它们也通常进行异体受精。因此，在动物种群中，若没特殊 说明，自交的含义是指基因型相同的雌雄异体交配。比如在一个群体中一对等位基因（用A、a表示）的自交组合有哪些？解析：在一个群体中一对等位基因（用A、a表示）的基因型有AA、Aa、aa 三种，三种基因型中介刖有相应的雌施个体。因此根据自交定义有：SAA x$ AA , 6Aa x$Aa, 3aa xfaa 三种组合方式。自由交配指在一群体中，不同的个体之间都有交配机会且机会均等，即有基因型相同的个体交配，也有基因型不同的个体交配，强调随机性。在同行种植的玉米种群中，自由交配包括自交和杂交方式。对水稻、小麦、 丽豆等主要进行自花授粉的植物来说，自然状态下自由交配的概念不适用，而主 要是自交，在人为条件下可以进行自由交配。在动物种群中，自由交配指基因型相同或不同的雌嫌异体交配。比如在一个群体中一对等位基因（用A、a表示）的自由交配组合有哪些？解析：在一个群体中一对等位基因（用A、a表示）的基因型有AA、Aa、aa 三种，三种基因型中分别有相应的1»雕个体。因此根据自由交配定义有如下九抻 交配组合:9AA9Aa2aa3 AA6AA x$AAa AA x ? Aa6 AA x 2 aad Aa6 Aa x ? AAd Aa x$ Aa6 Aa x$aadaad aa x$ AAdaa x$ Aadaa x$aa2计算过程辨析« 1已知一批基因型为DD与Dd的现豆种子，其数目之比为1： 2,将这批 种子种下，自然状态下(假设结实率相同)其子一代中基因型为DD、Dd、dd的 种于数之比为()A.3:2:1B,1:2:1C,3:5:1D,4:4:1解：豌豆的基因型及比例为1/3DD、2/3Dd,且是自花授粉植物,因此自 然条件下为自交，既：1/3DDxDD ->1/3(DDxDD) - 1/3DD2/3DdxDd -2/3(DdxDd) - 2/3 ( 1/4DD、2/4Dd、1/4dd )DD:1/3+2/3x1/4=1/2Dd 23x2/4=1/3dd:2/3x1/4=1/6® DD:Dd:dd=1/2:1/3:1/6=3:2:1要注意的是:自交时为什么不写成1/3DDx1/3DD而写成1/3DDxDD,是因 为这个群体中基因型为DD的比例为1/3,所以其自交结果所占的比例仍为1/3( DD xDD),也就是说这个群体中基因型为DD自交结果占总的1/3, Dd的自交结果 占总的 2/3 ( DdxDd ) o2.2自由交配例2老鼠的皮毛黄色(A)对灰色显性，是由常染色体上的一对等位基因控Mo有一位遗传学家在实验中发现含显性基因(A)的精子和含显性基因(A)的明细胞不能结合。如果黄鼠与黄鼠(第一代)交配得到第二代，第二代老鼠自由交配 一次得到第三代，那么在第三代中黄鼠所占的比例是()A.4/9B.1/2C.5/9D.1解：由题意含显性基因(A)的精子和含显性基因(A)的明细胭不能结合，则黄 鼠的基因型不存在AA,因此R黄鼠基因型为杂合Aa,从而推知其后代的基因型和 表现型及比例。E黄鼠AaI XF21/4AA2/4Aa1/4aa不存在存在存在故F2代老鼠的基因型有Aa、aa,其比例分别为:Aa/(Aa+aa)=2/4 / ( 2/4+1/4 ) =2/3aa/(Aa+aa)=1/3特别要注意的是,此时应重新计算Aa、aa的比例,因为Aa、aa的比例围与 之前不同。F2代自由交配得到F3代,可用以下方法解题:方法1:基因型法由于皮毛黄色和灰色这对相对性状是由常染色体上的一对等位基因控制，可知每种基因型的个体中雌施个体数量应相等，即各占一半。则 F2 2/3Aa( a 1/3Aa、$ 1/3Aa )1/3aa ( 6 1 /6aa、$ 1 /6aa )在F2代旋鼠的基因型有Aa、aa,其所占比例分别为:a Aa/( g Aa+ 3 aa)=1/3 / (1/3+1/6 ) =2/36 aa/( 3 Aa+ 3 aa)=1/3同理可推知:Fz代雌鼠Aa占2/3、aa占1/3。这样F2中雌藻老鼠的基因型如下表示：F2： 3 2/3Aa、31/3aa9 2/3Aa、91/3aa因此F2代老鼠自由交配就有四种组合方式:8 2/3Aax $ 2/3 Aa-2/3x2/3(AaxAa) -4/9(1/4AA、2/4Aa. 1/4aa )d 2/3Aax 2 1/3 aa-2/3x1/3(Aaxaa) -2/9(1/2Aa.1/2aa )61/3aax $ 2/3 AaT/3x2/3(aaxAa) -2/9(1/2Aa.1/2aa )d 1/3aax ? 1/3 aa>1/3x1/3(aaxaa) >1/9aa从而得到F3代：AA： 4/9x1/4=1/9 不存在Aa： 4/9x2/4+279x1/2+2/9x1/2=4/9存在aa： 4/9x1 /4+2/9x1 /2+2/9x1 /2+1 /9=4/9存在Aa/(Aa+aa)=4/9 / ( 4Z9+4/9 ) =1/2故在第三代中黄鼠所占的比例是"2。方法2：配子法同方法1可知:F2： d 2/3Aa s1/3 aa2 2/3Aa 、1/3 aa根据基因分离定律可知施果蝇中能产生A、a雄配子的概率为:6 ( A： 2/3x1/2A=1/3Aa： 2/3x1/2a+1/3x1a=2/3a )雌果腕中能产生A、al配子的概率为:9 ( 1/3A、2/3a)F2代老鼠自由交配，即雌雄配子自由结合:6配子3配子1/3 A2/3a9配子1/3 A1/9AA不存在2/9Aa2/3a2/9Aa4/9aa放在第三代中黄鼠所占的比例是(2/9+2/9) / (2/9+2/9+4/9)=1/2。方法3：遗传平衡定律法(即哈迪-温伯格定律)由上可知F2代老鼠的基因型及比例分刖为2/3Aa、1/3aa,在一个理想的种群 中个体间自由交配,其遵循遗传平衡定律(P+qL=p2平pq+q2=i,若亲本产生a的 基因颁率为P,产生a的基因颁率为q ,则子代基因型及比值为AA = p2、Aa = 2pq、 2 aa = q oF2老鼠的基因型及比值为2/3Aa, 1/3aa,则A的基因率为2/3x1/2=1/3, a 的基因颁率为1/3+2/3x1/2=2/3,则F3代中基因型AA = (1/3 ) ?(不存在)、Aa = 2x 1/3x2/3=4/9. aa= ( 2/3 ) 2政在第三代中黄鼠黄占的比例是4/9 / (4/9+4/9)=1/2。通过比较发现应用配子法或遗传平衡定律法解自由交配类型的题简便，快速且准确,比如下面例题。例3某种昆虫的性染色体组成为XY型，红眼唧果蝇（XB射）与白眼族果蝇XY）交配得E, itY代雌雄个体自由交配,则F2代中白眼个体所占的比例为？配子法:F1：雌果蝇：1/2XB*1/2*施果蝇：1/2XBY1/2 XbY雌配子:1/4XB3/4Xb施配子:1/4XB1/4Xb1/2Y3配子3配子2 Bf1/4XB3/4Xb1/4XB1/4Xh3/16XhXb1/2Y3/8XbYF2代中白眼个体所占的比例为9/16。3自交和自由交配后代相关率变化的辨析3.1 基因颍率的变化在一个大的种群中，如果没有突变，也没有任何自然选择的影响，那么无论 是生物自交还是自由交配，种群的基因颁率都不改变。例如：在一个Aa种群中，A=1/2, a=1/2,则该种群自交或者随机交配，后代 中A和a的基因颁率都不变，仍然是A=1/2, a=1/2o3.2 基因型演率的变化自交和自由交配产生的后代中，基因型频率却有不同。如一个理想群体，Aa自交多代，AA、aa颁率升高，而Aa频率趋进于0；而 自由交配产生的后代，各种基因型出现的机率相等，因此自由交配不改变后代基 因型频率。4结束语做题时，要注意审题，注意豌豆、水稻、小麦等为自花授粉植物，自然条件 下为自交类型。注意题干中自交，随机交配，自由交配等相关字眼。雌雄异花植 物自然条件下为自由交配类型。现物交配大都为自由交配类型。解决自由交配类
