自交与自由交配的辨析与计算

曲立志

(兴安盟乌兰浩特一中 内蒙古自治区兴安盟 137400)

1 自交与自由交配的区别

自交是遗传学术语，通常是指具有相同基因型的两个个体进行交配.若只考虑一个种群的一对等位基因B和b，种群中个体的基因型为BB、Bb、bb，则其包含的自交组合为BB×BB、Bb×Bb、bb×bb三类。

自由交配又叫随机交配，是指在一个有性繁殖的生物种群中，任何一个雌性或雄性个体与任何一个异性个体交配的机会均等。若只考虑一个种群的一对等位基因B和b，种群中个体的基因型为BB、Bb、bb，则其包含的随机交配组合为BB×BB、Bb×Bb、bb×bb、BB×Bb、Bb×bb、BB×bb六类。

若只考虑一个种群的一对等位基因B和b，种群中个体的基因型为BB、Bb、bb，三种基因型的个体，若连续自交后，子代中基因频率不发生改变，基因型频率发生改变；若随机交配，子代中基因频率不变，每种基因型频率从下一代开始也不变，下一代达到遗传平衡。

例：某生物种群中一对性状由一对等位基因（A、a）控制，A对a完全显性，种群中三种基因型AA、Aa和aa的基因型频率分别为30%、50%和20%，假设各种基因型的个体存活率和繁殖率都相同，问：

(1)该种群中A、a的基因频率是多少？

(2)自交后代F1中三种基因型的频率各为多少？基因频率是多少？

(3)如果为自由随机交配的话，F1中三种基因型的频率为多少？F2代中三种基因型的频率是多少？

解析：(1)该种群中A、a的基因频率是：

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

(2)自交后代中，F1中三种基因型的频率为：

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的基因频率为：

A=（42.5×2+25）/200=55%；a=(25+32.5×2)/200=45%(3)随机交配后，F1中三种基因型的频率为：

AA=55%×55%=30.25%；Aa=2×55%×45%=49.5%

Aa=45%×45%=20.25%

同理：因为随机交配基因频率不变，F2代中三种基因型的频率为

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

2 自交与自由交配相关题型的解法

例1、菜豆是自花受粉的植物，其花色中有色对白色为显性。一株杂合有色花菜豆Aa生活在海岛上，如果海岛上没有其他菜豆植株存在，且菜豆为一年生植物，那么第三年海岛上开有色花菜豆植株和开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：杂合子自交2代后，杂合子所占比例为（1/2）×2=1/4，纯合子为1-1/4=3/4，其中显性纯合子与隐性纯合子各占一半，所以第三年的显性个体与隐性个体的比例为（1/4+1/2×3/4）：（1/2×3/4）=5:3

答案：C

例2．在果蝇中，灰身（B）对黑身（b）为显性，基因位于常染色体上，某雌雄个体数量相等，交配随机的培养瓶中，黑身果蝇占1%，则该瓶内，灰身杂合个体占该种群的（ ）

A．2% B．10% C．18% D．90%

解析：遗传平衡定律法

由题可知果蝇种群中，灰身（B）对黑身（b)为显性，基因位于常染色体上，随机交配，依据遗传平衡定律，黑身果蝇bb=1%,所以，b基因的频率为1/10，B基因的频率为9/10，种群中灰身杂合体Bb=2×1/10×9/10=18%。

答案：C

例3．某种群中，AA的个体占25%，Aa的个体占50%，aa的个体占25%。若种群中的个体自由交配，且aa的个体无繁殖能力，则子代中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

依据题意可知：种群中有交配能力的个体AA占25%，Aa占50%。

即种群中：♂1/3AA、2/3Aa ♀1/3AA、2/3Aa

根据基因分离定律可知♂个体中能产生A、a雄配子的概率为：

♂（A：1/3A+2/3×1/2A=2/3A a：2/3×1/2a=1/3a）♀果蝇中能产生A、a雄配子的概率为：♀（2/3A、1/3a）种群中AA Aa的个体自由交配，即雌雄配子自由结合：♂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变式训练：若种群中的所有已知条件不变的情况下，种群中个体自交，则子代中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 由题意可知：种群中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 强化训练

已知果蝇的长翅和残翅是一对相对性状，控制这对性状的基因位于常染色体上，现让纯种的长翅果蝇和残翅果蝇杂交，F1全是长翅，F1自交产生F2，将F2的全部长翅果蝇取出，让其雌雄个体彼此间自由交配，则后代中长翅果蝇占（ ）

A．2/3 B．5/6 C．8/9 D．15/16

答案：C

变试训练：若把“将F2的全部长翅果蝇取出，让其雌雄个体彼此间自由交配，”改为“将F2的全部果蝇取出，让其雌雄个体彼此间自交，”则后代中长翅果蝇占（ ）。

答案：5/8。

总之，自交与随机交配的辨析和计算问题是遗传规律应用方面比较容易出题，也比较易混淆的地方，教学中应该结合教学实际，选编典型的习题，重点讲解，引领学生突破这一难点。这样有利于以点带面，对于遗传规律的计算和应用有一个整体的把握。