鄧過房

一、自交與自由交配辨析

1.概念不同

自交是指基因型相同的生物個體交配，植物指自花受粉和雌雄異花的同株受粉，動物指基因型相同的雌雄個體間交配.自由交配是指群體中的個體隨機進行交配，基因型相同和不同的個體之間都要進行交配.植物和動物都包括自交和雜交，只是動物仍然是在雌雄個體之間進行.

2.交配組合種類不同

若某群體中有基因型AA、Aa、aa的個體，自交方式有AA×AA、Aa× Aa、aa×aa三種交配方式，而自由交配方式除上述三種交配方式外，還有AA× Aa、AA×aa、Aa×aa，共六種交配方式.

3.結果不同

含一對等位基因（Aa）的生物，連續(xù)自交n代產生的后代中，基因型為Aa的個體占12n，而基因型為AA和aa的個體各占12×（1-12n）；若自由交配n代產生的后代中，AA∶Aa∶aa=1∶2∶1.

二、典型例題詳解

圖1例1（2013·高考山東卷）用基因型為Aa的小麥分別進行連續(xù)自交、隨機交配、連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個體、隨機交配并逐代淘汰隱性個體，根據各代Aa基因型頻率繪制曲線如圖1.下列分析錯誤的是（ ）.

A.曲線Ⅱ的F3中Aa基因型頻率為0.4

B.曲線Ⅲ的F2中Aa基因型頻率為0.4

C.曲線Ⅳ的Fn中純合體的比例比上一代增加（1/2）n+1

D.曲線Ⅰ和Ⅳ的各子代間A和a的基因頻率始終相等

分析本題結合基因的分離定律考查基因頻率和基因型頻率的計算方法.依題意可首先分析出前三代中Aa的基因型頻率（如表1），據此可判斷曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別對應表中的②、④、③、①4種情況

由圖1可知，曲線Ⅱ的F3中Aa的基因型頻率與曲線Ⅲ的F2中Aa的基因型頻率相同，均為0.4，A、B正確；曲線Ⅳ的Fn中純合體的比例和上一代中純合體的比例分別為1-1/2n和1-1/2n-1，兩者相差1/2n，C錯誤；曲線Ⅰ和Ⅳ分別代表隨機交配和連續(xù)自交兩種情況，此過程中沒有發(fā)生淘汰和選擇，所以各子代間A和a的基因頻率始終相等，D正確.

答案：C.

答題技巧

自交

自交強調的是相同基因型個體之間的交配.對于植物，自花傳粉是一種最為常見的自交方式；對于動物（雌雄異體），自交更強調參與交配的雌雄個體基因型相同.如基因型為23AA、13Aa植物在群體中自交是指：23AA×AA、13Aa×Aa，其后代基因型及概率為34AA、16Aa、112aa，后代表現型及概率為1112A_、112aa.

自由交配自由交配強調的是群體中所有個體進行隨機交配，以基因型為23AA、13Aa的動物群體為例，進行隨機交配的情況.

如23AA13Aa♂×♀23AA13Aa

欲計算自由交配后代基因型、表現型的概率，有以下幾種解法：

解法一自由交配方式（四種）展開后再合并：

（1）♀23AA×♂23AA→49AA

（2）♀23AA×♂13Aa→19AA+19Aa

（3）♀13Aa×♂23AA→19AA+19Aa

（4）♀13Aa×♂13Aa→136AA+118Aa+136aa

合并后，基因型為2536AA、1036Aa、136aa，表現型為3536A_、136aa.

解法二利用基因頻率推算：已知群體基因型23AA、13Aa，不難得出A、a的基因頻率分別為

56、16，根據遺傳平衡定律，后代中：AA=（56）2=2536，Aa=2×56×16=1036，aa=（16）2=136.

解法三算出群體產生雌（雄）配子的概率，再用棋盤格法進行運算：

合并后，基因型為2536AA、

1036Aa、136aa，表現型為3536A_、136aa.

二、典例剖析

例2（2015·河北衡水中學模擬）將基因型為Aa的玉米自交一代的種子全部種下，待其長成幼苗，人工去掉隱性個體，并分成兩組，（1）一組全部讓其自交；（2）二組讓其自由傳粉.一、二組的植株上aa基因型的種子所占比例分別為（ ）.

A.1/9、1/6 B.3/8、1/9

C.1/6、5/12 D.1/6、1/9

解析選D.Aa自交后代去掉隱性個體后基因型及比例為：1/3AA、2/3Aa，該群體產生配子A、a的概率分別為2/3、1/3，若讓其自交，后代中aa所占比例為2/3×1/4=1/6；若讓其自由傳粉，后代中aa所占比例為1/3×1/3=1/9.

例3來航雞羽毛的顏色由A、a和B、b兩對能夠獨立遺傳的等位基因共同控制，其中B、b分別控制黑色和白色，A能抑制B的表達，A存在時羽毛表現為白色.某人做了如下雜交實驗：

代別親本（P）組合子一代（F1）子二代（F2）

表現型白色（♀）×白色（♂）白色白色∶黑色=13∶3

若F2中黑色羽毛來航雞的雌雄個體數相同，F2黑色羽毛來航雞自由交配得F3.則F3中（多選）（）.

A.雜合子占49 B.黑色個體占89

C.雜合子多于純合子 D.黑色個體都是純合子

解析選AB.由題意可知，黑色來航雞的基因型是aaB_，白色來航雞的基因型是A_B_、A_bb、aabb.F2黑色個體中aaBb占23，aaBB占13，則B的基因頻率為23，b的基因頻率為13，在自由交配的情況下，種群的基因頻率不變，故F3中雜合子占2×23×13=49，黑色個體（aaB_）占23×23+2×23×13=89.

三、綜合應用

例4基因型為Aa的群體，隨機交配并逐代淘汰隱性個體aa ，求第n代Aa的基因型頻率.

解析本題可以采用高中數學中遞推數列的相關知識來解答.

首先假設第n代Aa的基因型頻率為Pn，根據配字法得出第n+1代Aa的基因型頻率為Pn+1.此時得到數列{Pn}的遞推公式，當n=0時（即親本），p=1.求Pn.

解（1）假設第n代Aa的基因型頻率為Pn.則此時，a的基因頻率an=1/2Pn， A的基因頻率An=1-Pn.根據哈代-溫伯格定律有：

第n+1代未淘汰aa時，AA的基因型頻率為（1-1/2Pn）2 ；

第n+1代未淘汰aa時，Aa的基因型頻率為2*（1-1/2Pn）*1/2Pn；

第n+1代淘汰aa后，Aa的基因型頻率Pn+1=2Pn/2+Pn.

據此做出四種交配方式的圖像如圖2：

（收稿日期：2015-12-13）