自交與自由交配的辨析與計(jì)算

曲立志

(興安盟烏蘭浩特一中 內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟 137400)

1 自交與自由交配的區(qū)別

自交是遺傳學(xué)術(shù)語(yǔ)，通常是指具有相同基因型的兩個(gè)個(gè)體進(jìn)行交配.若只考慮一個(gè)種群的一對(duì)等位基因B和b，種群中個(gè)體的基因型為BB、Bb、bb，則其包含的自交組合為BB×BB、Bb×Bb、bb×bb三類。

自由交配又叫隨機(jī)交配，是指在一個(gè)有性繁殖的生物種群中，任何一個(gè)雌性或雄性個(gè)體與任何一個(gè)異性個(gè)體交配的機(jī)會(huì)均等。若只考慮一個(gè)種群的一對(duì)等位基因B和b，種群中個(gè)體的基因型為BB、Bb、bb，則其包含的隨機(jī)交配組合為BB×BB、Bb×Bb、bb×bb、BB×Bb、Bb×bb、BB×bb六類。

若只考慮一個(gè)種群的一對(duì)等位基因B和b，種群中個(gè)體的基因型為BB、Bb、bb，三種基因型的個(gè)體，若連續(xù)自交后，子代中基因頻率不發(fā)生改變，基因型頻率發(fā)生改變；若隨機(jī)交配，子代中基因頻率不變，每種基因型頻率從下一代開始也不變，下一代達(dá)到遺傳平衡。

例：某生物種群中一對(duì)性狀由一對(duì)等位基因（A、a）控制，A對(duì)a完全顯性，種群中三種基因型AA、Aa和aa的基因型頻率分別為30%、50%和20%，假設(shè)各種基因型的個(gè)體存活率和繁殖率都相同，問(wèn)：

(1)該種群中A、a的基因頻率是多少？

(2)自交后代F1中三種基因型的頻率各為多少？基因頻率是多少？

(3)如果為自由隨機(jī)交配的話，F(xiàn)1中三種基因型的頻率為多少？F2代中三種基因型的頻率是多少？

解析：(1)該種群中A、a的基因頻率是：

A=(30×2+50)/200=55%；a=(50+20×2)/200=45%

(2)自交后代中，F(xiàn)1中三種基因型的頻率為：

AA=3 0%+5 0%×1/4=42.5%；Aa=5 0%×1/2=2 5%；aa=20%+50%×1/4=32.5%

F1中Aa的基因頻率為：

A=（42.5×2+25）/200=55%；a=(25+32.5×2)/200=45%(3)隨機(jī)交配后，F(xiàn)1中三種基因型的頻率為：

AA=55%×55%=30.25%；Aa=2×55%×45%=49.5%

Aa=45%×45%=20.25%

同理：因?yàn)殡S機(jī)交配基因頻率不變，F(xiàn)2代中三種基因型的頻率為

AA=55%×55%=30.25%；Aa=2×55%×45%=49.5%Aa=45%×45%=20.25%

2 自交與自由交配相關(guān)題型的解法

例1、菜豆是自花受粉的植物，其花色中有色對(duì)白色為顯性。一株雜合有色花菜豆Aa生活在海島上，如果海島上沒(méi)有其他菜豆植株存在，且菜豆為一年生植物，那么第三年海島上開有色花菜豆植株和開白色花菜豆植株的比例是（ ）

A.3:1 B.15:1 C.5:3 D.9:7

解析：雜合子自交2代后，雜合子所占比例為（1/2）×2=1/4，純合子為1-1/4=3/4，其中顯性純合子與隱性純合子各占一半，所以第三年的顯性個(gè)體與隱性個(gè)體的比例為（1/4+1/2×3/4）：（1/2×3/4）=5:3

答案：C

例2．在果蠅中，灰身（B）對(duì)黑身（b）為顯性，基因位于常染色體上，某雌雄個(gè)體數(shù)量相等，交配隨機(jī)的培養(yǎng)瓶中，黑身果蠅占1%，則該瓶?jī)?nèi)，灰身雜合個(gè)體占該種群的（ ）

A．2% B．10% C．18% D．90%

解析：遺傳平衡定律法

由題可知果蠅種群中，灰身（B）對(duì)黑身（b)為顯性，基因位于常染色體上，隨機(jī)交配，依據(jù)遺傳平衡定律，黑身果蠅bb=1%,所以，b基因的頻率為1/10，B基因的頻率為9/10，種群中灰身雜合體Bb=2×1/10×9/10=18%。

答案：C

例3．某種群中，AA的個(gè)體占25%，Aa的個(gè)體占50%，aa的個(gè)體占25%。若種群中的個(gè)體自由交配，且aa的個(gè)體無(wú)繁殖能力，則子代中AA：Aa：aa的比值是

A．3：2：3 B．4：4：1 C．1：1：0 D．1：2：1

解析：配子法

依據(jù)題意可知：種群中有交配能力的個(gè)體AA占25%，Aa占50%。

即種群中：♂1/3AA、2/3Aa ♀1/3AA、2/3Aa

根據(jù)基因分離定律可知♂個(gè)體中能產(chǎn)生A、a雄配子的概率為：

♂（A：1/3A+2/3×1/2A=2/3A a：2/3×1/2a=1/3a）♀果蠅中能產(chǎn)生A、a雄配子的概率為：♀（2/3A、1/3a）種群中AA Aa的個(gè)體自由交配，即雌雄配子自由結(jié)合：♂2/3A×♀2/3A=4/9AA ♂2/3A×♀1/3a=2/9Aa♂1/3a×♀2/3A=2/9Aa ♂1/3a×♀1/3a=1/9aa因此，子代中AA：Aa：aa=4：4：1

答案：B

例3變式訓(xùn)練：若種群中的所有已知條件不變的情況下，種群中個(gè)體自交，則子代中AA：Aa：aa的比值是

A.3:2:1 B.4:4:1 C.1:2:1 D.1：1:0

解析 由題意可知：種群中AA占1/3，Aa占2/3.自交

1/3（AA×AA）=1/3AA；2/3（Aa×Aa）=2/3（1/4AA+1/2Aa+1/4aa)=1/6AA+1/3Aa+1/6aa

因此，AA:Aa:aa=(1/3+1/6):(1/3):(1/6)=3:2:1

答案：A

3 強(qiáng)化訓(xùn)練

已知果蠅的長(zhǎng)翅和殘翅是一對(duì)相對(duì)性狀，控制這對(duì)性狀的基因位于常染色體上，現(xiàn)讓純種的長(zhǎng)翅果蠅和殘翅果蠅雜交，F(xiàn)1全是長(zhǎng)翅，F(xiàn)1自交產(chǎn)生F2，將F2的全部長(zhǎng)翅果蠅取出，讓其雌雄個(gè)體彼此間自由交配，則后代中長(zhǎng)翅果蠅占（ ）

A．2/3 B．5/6 C．8/9 D．15/16

答案：C

變?cè)囉?xùn)練：若把“將F2的全部長(zhǎng)翅果蠅取出，讓其雌雄個(gè)體彼此間自由交配，”改為“將F2的全部果蠅取出，讓其雌雄個(gè)體彼此間自交，”則后代中長(zhǎng)翅果蠅占（ ）。

答案：5/8。

總之，自交與隨機(jī)交配的辨析和計(jì)算問(wèn)題是遺傳規(guī)律應(yīng)用方面比較容易出題，也比較易混淆的地方，教學(xué)中應(yīng)該結(jié)合教學(xué)實(shí)際，選編典型的習(xí)題，重點(diǎn)講解，引領(lǐng)學(xué)生突破這一難點(diǎn)。這樣有利于以點(diǎn)帶面，對(duì)于遺傳規(guī)律的計(jì)算和應(yīng)用有一個(gè)整體的把握。