自交与自由交配辨析.doc

自交与自由交配的比较辨析宁夏石嘴山市第三中学1 概念辨析1.1自交是指基因型相同的生物个体交配。大多数植物没有性别分化，为雌雄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。所以自交的概念更适用于植物，其含义是自花授粉或雌雄同株的异花授粉。对动物而言，大多数为雌雄异体，虽有像蚯蚓等雌雄同体的低等动物，但是为了防止物种衰退现象，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。1.2自由交配是指群体中的个体随机进行交配，基因型相同和不同的个体之间都能进行交配。强调随机性。对水稻、小麦、豌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雄异体交配。2.交配组合种类辨析比如在一个群体中一对等位基因（用A、a表示）有基因型AA、Aa、aa的个体。1 自交组合有哪些？ 三种基因型中分别有相应的雌雄个体。因此，根据自交定义有：AA AA ，Aa Aa，aa aa三种组合方式。2 自由交配组合有哪些？AAAaaaAAAA AAAA AaAA aaAaAa AAAa AaAa aaaaaa AAaa Aaaa aa自由交配组合强调的是随机性，包括自交和自由交配，除上述三种自交组合外，还有AAAa、AAaa、Aaaa、 AAAa、AAaa、Aaaa这六种交配组合，共九种交配组合如右表：3.后代相关频率变化的辨析3.1基因频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，种群的基因频率都不改变。例1：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的基因频率都不变，仍然是A=1/2，a=1/2。3.2基因型频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。例2：含一对等位基因（Aa）的生物：连续自交n代产生的后代中，基因型为Aa的个体占1/2n，而基因型为AA和aa的个体各占1/2（1-1/2n），AA、aa频率升高，而Aa频率趋进于0若自由交配n代产生的后代中，AA：Aa：aa =1：2：1。因此自由交配不改变后代基因型频率。下面我们举例比较自交和自由交配的计算过程4. 计算过程辨析4.1自交例3 已知一批基因型为DD与Dd的豌豆种子，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的种子数之比为（ ）A.3:2:1 B.1:2:1 C.3:5:1 D.4:4:1解析：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： 1/3DD 1/3DDDD 1/3DD2/3Dd 2/3DdDd 2/3（1/4DD、2/4Dd、1/4dd）DD:1/3+2/31/4=1/2 Dd:2/32/4=1/3 dd:2/31/4=1/6故DD:Dd:dd=1/2 :1/3 :1/6=3:2:1【问题】自交时为什么不写成1/3DD1/3DD而写成1/3DDDD？根据自交的概念，若父本为DD（已知概率是1/3），那么母本就被限定为DD（即概率为1）。否则就不是自交了。再者这个群体中基因型为DD的比例为1/3，纯合子自交结果DD所占的比例仍为1/3。否则，上述自交结果DD所占比例就是1/9了。4.2自由交配-常染色体正常遗传包括常染色体正常遗传、常染色体异常遗传和X染色体遗传常染色体正常遗传即配子及个体正常成活，没有致死现象例4: 已知一批基因型为DD与Dd的玉米种子，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的种子数之比为（ ）A.3:2:1 B.1:2:1 C.3:5:1 D.4:4:1解析：方法1：基因型法 1/3DD 2/3Dd 1/3DD1/3DD 1/3DD1/3DD 2/3Dd2/3Dd2/3Dd 1/3DD2/3Dd2/3Dd根据玉米是雌雄同株异花传粉的特点，同一基因型的玉米植株既可做父本又可作母本,因此,自由交配方式如下表：从而得到子一代： DD：1/9+2/91/2+2/91/2+4/91/4=4/9 Dd：2/91/2+2/91/2+4/91/2=4/9dd：4/91/4=1/9 故此题答案是D。方法2：基因频率法（遗传平衡定律法）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+q）2 =p2+2pq+q2=1,若亲本产生D的基因频率为P，产生d的基因频率为，则子代基因型及比值为DDp2、Dd2pq、ddq2。玉米的基因型及比值为1/3DD、2/3Dd，则P=1/3+2/31/2=2/3，=2/31/2=1/3，子代中基因型及其比例：DD=（2/3）2=4/9 Dd=21/32/3=4/9 dd=（1/3）2=1/9 故此题答案是D方法3：配子法由题意可知玉米种群中：1/3 DD、2/3 Dd。根据基因分离定律可知玉米产生D、d雄配子的概率为：D：1/31D+2/31/2D=2/3D d：2/31/2d=1/3d 玉米产生D、d雌配子的概率为：2/3D、1/3d这批玉米随机传粉，即雌雄配子自由结合： 配子配子2/3D1/3d2/3D4/9DD2/9Dd1/3d2/9Dd 1/9dd 故在子一代中基因型为DD、Dd、dd的种子数之比为4:4:1通过比较发现应用配子法或基因频率法（遗传平衡定律法）解自由交配类型的题简便、快速且准确。4.2 自由交配的计算常染色体异常遗传例5：老鼠的皮毛黄色(A)对灰色(a)显性，是由常染色体上的一对等位基因控制。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)的卵细胞不能结合。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.4/9 B.1/2 C.5/9 D.1解析：由题意可知黄鼠的基因型不存在AA,因此F1黄鼠基因型为杂合Aa。F1 黄鼠Aa 黄鼠Aa F21/4AA 2/4Aa 1/4aa 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+aa) = (2/4)（2/4+1/4）= 2/3 aa = aa/(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的比例范围与之前不同。F2代自由交配得到F3代，用基因频率法解题：F2老鼠的基因型及比值为2/3Aa、1/3aa，则A基因频率=2/31/2=1/3， a基因频率=1/3+2/31/2=2/3，F3代中基因型AA=（1/3）2(不存在)Aa=21/32/3=4/9 aa=（2/3）2=4/9故在第三代中黄鼠所占的比例是（4/9）(4/9+4/9)=1/2。选B4.2 自由交配的计算-X染色体遗传例6. 某种昆虫的性染色体组成为 XY型，红眼雌果蝇（XBXb）与白眼雄果蝇(XbY)交配得F1，让F1代雌雄个体自由交配，则F2代中白眼个体所占的比例为？解析：用配子法F1：雌果蝇：1/2XBXb 1/2XbXb 雄果蝇：1/2XBY 1/2 XbY配子配子1/4XB3/4Xb 1/4XB1/4Xb 3/16XbXb1/2Y3/8XbYF2代中白眼个体所占的比例为9/16。5. 解题规律做题时，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。动物交配大都为自由交配类型。解决自由交配类型的方法中，配子法和遗传平衡定律法较简单，优先选择。微练习下面请您利用视频暂停播放功能做做微练习，巩固本课所学知识1. 已知果蝇的灰身和黑身是一对相对性状，基因位于常染色体上。将纯种的灰身和黑身蝇杂交，F1全为灰身。F1自交产生F2，试问：（1）取F2中的雌雄果蝇自由交配，后代中灰身和黑身果蝇的比例为（ ）（2）取F2中的雌雄果蝇自交，后代中灰身和黑身果蝇的比例为（ ）（3）将F2的灰身果蝇取出，让其自由交配，后代中灰身和黑身果蝇的比例为（ ）（4）将F2的灰身果蝇取出，让其自交，后代中灰身和黑身果蝇的比例为（ ） A5：1 B8：1 C5：3 D3：12经调查某兔群中雌兔基因型分别