二轮复习策略巧解遗传题中的自交与自由交配问题

二轮复习策略：巧解遗传题中的自交与自由交配问题道州玉潭（东阳）学校高三生物组吴美珠摘要：高中生物必修二《遗传学》中的自交和自由交配问题既是教学的难点，又是高考的热点。本文首先分析了教学中学生在解自交和自由交配问题时出现错误的主要原因，然后结合典型例题分析它们各自的解题方法，总结出相应的规律。关键词：自交自由交配遗传学题中的自交和自由交配问题是高中生物必修二《遗传学》中重要内容。通过高三一轮复习后发现，学生解这两类问题时，通常能大致理解其含义，但是当它们在赋予了特定情境的遗传题中出现时，往往感觉困难重重。通过调查分析，我总结了学生解自交和自由交配问题过程中出错的主要原因，并在二轮复习中结合例题对这类问题加以辨析，分析它们各自的解题方法，总结出相应的规律，期望对提高学生遗传题的解题能力有所帮助。1、学生在解自交和自由交配问题时出错的原因分析通过教学过程中的提问、学生的练习和测试、以及个别学生辅导等日常教学总结，我认为学生在解自交和自由交配问题过程中出错的原因主要有下面几个方面：自交与自由交配的概念认识模糊自交有广义和狭义两种理解。广义的自交是指基因型相同的生物个体之间相互交配的方式。狭义的自交仅适用于植物，含义是自花授粉或雌雄同株的异花授粉。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，像豌豆、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。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，但为防止物种衰退现象，它们也通常进行异体受精。所以动物一般不说自交，只能说基因型相同的个体杂交相当于自交[1]。自由交配，又可以称为随机交配，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。自由交配包括自交和杂交方式。例如在某一群体中，有基因型为AA、Aa、aa的个体，这些个体的随机交配指的就是AA×AA、Aa×Aa、aa×aa、AA（♀）×Aa（♂）、AA（♂）×Aa（♀）、Aa（♀）×aa（♂）、Aa（♂）×aa（♀）、AA（♀）×aa（♂）、AA（♂）×aa（♀）。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。不能准确判断不同植物在自然状态下是自交还是自由交配像豌豆这种自花闭花传粉的植物，在自然状态下为自交。但是多数两性花植物并不是闭花传粉，还有雌雄同株异花的植物如玉米、黄瓜等，在自然状态下即可以接受自己的花粉也可以接受其他植株的花粉，所以在自然状态下是自由交配。如两种玉米间种时为自由交配。当然，我们如果将雌雄同株的植物单独分开种植，进行的交配方式可看做是自交。少数植物和多数动物是雌雄异体的，所以自然状态下也是自由交配。解自交和自由交配问题时不知道解题方法学生在解自交和自由交配问题时不知道区分使用解题方法，特别是当遇到多种不同比例基因型的群体进行自交或自由交配问题，以及某种配子致死等特殊情况下的自交或自由交配问题，往往感觉困难重重、无从下笔。2、遗传题中自交和自由交配的解题策略例题辨析例1

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（

）

:2:1

:2:1

:5:1

:4:1

解：首先确定豌豆是自花闭花授粉植物，因此自然条件下为自交，再由比例算出豌豆各基因型的比例为1/3DD、2/3Dd，最后根据自交即基因型相同的个体交配，写出交配类型如下：1/3DD×DD→1/3(DD×DD)→1/3DD2/3Dd×Dd→2/3(Dd×Dd)→2/3（1/4DD、2/4Dd、1/4dd）

DD:1/3+2/3×1/4=1/2

Dd:2/3×2/4=1/3

dd:2/3×1/4=1/6故DD:Dd:dd=1/2:1/3:1/6=3:2:1例2

（改编题）已知玉米的非甜和甜是一对相对性状，非甜（A）对甜（a）为显性,现有两种种子，已知基因型为Aa和aa，且数目比例为1:2，则在自然状态下间行种植自然受粉，其子一代中基因型为AA、Aa、aa的种子数之比为解：首先确定玉米间种，自然条件下为自由交配，再由比例算出玉米各基因型的比例为1/3AA、2/3aa，最后根据自由交配即群体中的雄雌配子随机结合进行推算，过程如下：♂2/3Aa、1/3aa

♀2/3Aa

、1/3aa根据基因分离定律可知雄果蝇中能产生A、a雄配子的概率为：♂（A：2/3×1/2A=1/3A

a：2/3×1/2a+1/3×1a=2/3a）雌果蝇中能产生A、a雌配子的概率为：♀（1/3A、2/3a）玉米自然状态下为自由交配，即雌雄配子自由结合，故只需将（1/3A、2/3a）的雄配子和（1/3A、2/3a）的雌配子随机结合即可得子代各基因型比例为：1/9AA、4/9Aa、4/9aa，即AA、Aa、aa的比例为1:4:4总结归纳解题技巧自交类型的计算方法比较简单，即让每种基因型相同的个体交配进行计算即可。自由交配的计算方法相对复杂一些，主要有三中方法：方法一、基因型法，即把每种可能的杂交方式分别列出来，如上述例题2，可有四种交配方式：♂2/3Aa×♀2/3Aa→2/3×2/3(Aa×Aa)→4/9（1/4AA、2/4Aa、1/4aa）♂2/3Aa×♀1/3aa→2/3×1/3(Aa×aa)→2/9（1/2Aa、1/2aa）♂1/3aa×♀2/3Aa→1/3×2/3(aa×Aa)→2/9（1/2Aa、1/2aa）♂1/3aa×♀1/3aa→1/3×1/3(aa×aa)→1/9aa此方法的计算过程复杂，特别不适合群体中基因型多的。方法二、遗传平衡定律法（即哈迪-温伯格定律），即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A的基因频率为P，产生ａ的基因频率为ｑ，则子代基因型及比值为AA＝p2、Aa＝2pq、aa＝q2。此方法学生不宜理解，所以往往遇到问题不会想到此方法。另外，上述方法不适合用于某种基因型致死和某种配子致死的问题。所以通过实践教学中的总结，我认为学生更容易理解且不容易算错，还适合解任何特殊情况的方法是配子法。方法三、配子法，即算出雄雌配子的种类及比例，再让雄雌配子随机结合即可。下面通过几个有特殊情况的例题说明该方法的实用性。利用雄雌配子随机结合巧解自由交配问题例3

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：配子法：F1：雌果蝇：1/2XBXb

1/2XbXb

雄果蝇：1/2XBY

1/2XbY雌配子：1/4XB

3/4Xb

雄配子：1/4XB

1/4Xb

1/2Y雄雌随机结合，可得F2代中白眼个体所占的比例为9/16。例4.某雌雄同株植物基因型为DD、dd的植株分别不能产生卵细胞和花粉，基因型为Dd的植株正常。该植物的某种群中，植株的基因型及比例分别为DD：Dd：dd=2:2:1，该种群的植株随机传粉，则子代中正常植株的比例是（）421212解：1/5dd产生雌配子：1/5dd→1/5d；2/5Dd→1/5D、1/5d；2/5DD不产生雌配子，故雌配子的种类及比例为：1/3D、2/3d雄配子：2/5DD→2/5D；2/5Dd→1/5D、1/5d；1/5dd不产生雄配子，故雄配子的种类及比例为：3/4D、1/4d雄雌配子随机结合得到的Dd个体的比例为：1/3D×1/4d+2/3d×3/4D=7/123结束语做题时，注意题干中自交，随