自交与自由交配专题

“自交与自由交配”的机率计算自交是指基因型相同的个体杂交。

自由交配是指某一群体个体之间的随机交配，交配个体的基因型可以相同也可以不同。

自交属于自由交配的范畴。

在群体之间自由交配的情况下可采用基因频率来计算。

例题：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（）A．5：1 B．8：1 C．5：3 D．3：1解析：本题涉及不同范围的果蝇中，自交或自由交配产生后代遗传机率的计算。

设等位基因为A、a，依题意，灰身对黑身是显性。

（1）解法一果蝇属雌雄异体生物，自由交配必然是在雌、雄个体间，而F2雌、雄性个体的基因型均有三种可能：1/4AA、1/2Aa、1/4aa；但雌雄个体自由交配中能产生aa的组合方式如下：①1/2Aa×1/2Aa，②1/4aa×1/4aa，③1/2Aa×1/4aa，④1/4aa×1/2Aa，通过计算各组合后代中黑身（aa）个体的机率，即得到aa=1/4。

解法二在自由交配的群体中，可采用先求出a基因频率，再求aa的基因型频率来计算。

在F2群体中，a基因频率为1/2，则后代中黑身个体的机率aa=1/2×1/2=1/4，故灰身与黑身之比为3：1，答案选D。

（2）解法一由于群体个体之间不是自由交配，故不能使用基因频率的方法来计算。

F2中雌雄果蝇自交方式有三种，即①1/4AA×AA，②1/2Aa×Aa，③1/4aa×aa，通过计算组合②③后代中黑身个体的机率，即得到aa=1/2×1/4+1/4×1=3/8。

自交和自由交配的概率计算
2.自交的概率计算
（2）杂合子 连续自交且逐代淘汰隐性个体的概率计算 第一步,构建杂合型为 的小麦分别进行连续自交、随机交配、连续自交并逐代淘汰隐性个体、随机交配并逐代淘汰隐性个体,根据各代 基因型频率绘制的曲线如图所示。下列分析错误的是( )。
A.曲线Ⅱ的 中 基因型频率为0.4B.曲线Ⅲ的 中 基因型频率为0.4C.曲线Ⅳ的 中纯合子的比例比上一代增加 D.曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间 和 的基因频率始终相等
对应训练：将数量足够多的基因型为 的水稻均分为4组,分别进行不同的遗传实验（不考虑突变）,各组后代中 的基因型频率变化如图所示。下列分析错误的是( )。
A.第一组为连续自交 B.第二组为连续随机交配C.第三组为连续自交并逐代淘汰隐性个体 D.第四组为随机交配并逐代淘汰隐性个体
C
[解析] 基因型为 的个体连续自交 代,后代中 的基因型频率 ,即 中 的基因型频率 , 中 的基因型频率 , 中 的基因型频率 ,A正确。随机交配各代基因频率不变,由题意可知,亲本的基因型均为 ,则 基因的频率 , 基因的频率 ,后代 的基因型频率 ,B正确。 （亲本）连续自交3代（每代均淘汰基因型为 的个体）,其 中 的基因型及比例（频率）计算如下：
自交和自由交配的概率计算
（1）杂合子 连续自交问题分析 杂合子 连续自交 代（如图）,后代中杂合子的比例为 ,纯合子的比例为 ,显性纯合子的比例＝隐性纯合子的比例 。
自交和自由交配的概率计算
第二步,依据图解推导相关公式： 杂合子 连续自交,后代中隐性个体的存在对其他两种基因型的个体数之比没有影响,可以按照杂合子连续自交进行计算,最后去除隐性个体即可。因此连续自交 代,显性个体中,纯合子的比例为 ,杂合子的比例为 。

• 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要进行交配。在植物 和动物都包括了自交和杂交，只是动物仍然是在 雌雄个体间进行。自由交配方式共有BB×BB, Bb×Bb, bb×bb，BB×Bb, BB×bb, Bb×bb （各含正交和反交）共六种交配方式，解题时可 引入概率计算，另外，自由交配符合种群遗传平 衡的条件，可应用遗传平衡公式计算，解答就简 单多了。
一道遗传题中自交与自由 交配问题的解法指导
蒲瑞贤
一、试题与分析
已知果蝇的灰身与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果蝇杂交， 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 与黑身的比例为
（2）取F2中的雌雄果蝇自交，后代中灰身与黑 身的比例为
（2）据题意是只限于F2果蝇自交，解法只能以自 交组合种类来分析。由于F2有1/4BB、2/4Bb、 1/4bb三种基因型的果蝇，自交组合种类及后代 基因型比例为：1/4（BB×BB）→1/4BB 2/4（Bb×Bb）→2/16BB、4/16Bb、2/16bb 1/4（bb×bb）→1/4 bb 则后代灰身（B--）为10/16，黑身（bb）为 6/16，二者之比为5:3，选C.
解法三：依据遗传平衡公式求
F2灰身群体自由交配，符合遗传平衡条件，F2 灰身群体中两种基因型频率为1/3BB、2/3Bb，B 与b基因频率分别为2/3和1/3(PB=PBB+1/2PBb= 1/3+1/2×2/3=2/3, Pb= Pbb +1/2PBb=0+1/2×2/3= 1/3)，后代三种基因型频率为4/9BB、4/9Bb、
1/3b
2/3B
4/9BB

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• 1、已知某种群中，AA基因型频率为25%， aa基因型频率为39%，则该种群的个体自 交一代后，基因型AA的频率为 （ ）
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2、基因型为Aa的水稻自交一代的种子全部 种下，待其长成幼苗，人工去掉隐性个体， 全部让其自交,植株上aa基因型的种子所占比 例为（ ） • 解析：Aa自交子一代的基因型有三种：AA：
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• 7、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%，问：
• 1、自交后代F1中三种基因型的频率各为多 少？
• 2、如果为自由随机交配的话，F1中三种基 因型的频率为多少？
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自交与自• 1 概念不同：自交是指基因型相同的生物 个体交配，植物指自花受粉和雌雄异花的 同株受粉，动物指基因型相同的雌雄个体 间交配。
• 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要进行交 配。植物和动物都包括自交和杂交，只是 动物仍然是在雌雄个体之间进行。
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• 5、已知果蝇的灰身和黑身一对相对性状， 基因位于常染色体上，将纯种的灰身和黑 身蝇杂交得F1，F1全为灰身。让F1自由交 配得到F2，将F2中灰身蝇取出，让其自由 交配得F3，F3中灰、黑身蝇的比例为（ ）
• A 1：1 B 3：1 C 5：1 D 8：1
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• 6、具有一对相对性状(由A、a基因控制)的纯种雌 果蝇和纯种雄果蝇杂交，不论正交还是反交，F1 性状表现相同。将足够量的F1，置于一个相对封 闭、适于果蝇生长发育和繁殖的自然环境中，让 F。自由交配。问： (1)F1(作为第1代)连续自由交 配，第3代与F1相比是否发生了进化?简述理由。 ______________________________________ ______________________________________ ___ (2)若在该自然环境中，具隐性性状的个体均 被淘汰，则此环境中果蝇自由交配的方式有 ______种。第3代基因型及其比例为________， 第3代a的基因频率是________。若该环境中显性 个体被淘汰，A基因频率比a的基因频率 ________(下降或上升得快、慢、差不多)，原因 是______________________。由此可见，自然 选择使种群的______________________，从而 决定了生物进化的方向。