自交和自由交配教学文稿

浅析自交与自由交配及其应用举例作者：李卫松来源：《中学教学参考·中旬》 2014年第2期江苏宝应县曹甸高级中学（225803）李卫松一、知识内涵辨析1.自交与自由交配的概念不同（1）自交的概念自交是遗传学术语，有狭义和广义两种理解。

狭义的自交仅限于植物，指两性花的自花传粉(如豌豆)，或者雌雄同株植物的异花传粉(如玉米)，其实质就是参与融合的两性生殖细胞来自同一个体；广义的自交是指具有相同基因型的两个个体进行交配。

一般来说，有性别决定的生物不能自交。

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。

（2）自由交配的概念自由交配也叫随机交配，是指种群内具有生殖能力的雌雄个体之间可以随机交配，不受基因型的限制（既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。

在间行种植的玉米种群中，随机交配包括自交和杂交方式，对豌豆、水稻、小麦等主要进行自花授粉的植物来说，随机交配的概念不适用，而主要是自交。

在动物种群中，随机交配指基因型相同或不同的雌雄异体交配，交配组合数为理论应出现的数目。

2.自交与自由交配的交配组合种类不同若某群体中有基因型AA、Aa、aa的个体，自交方式有AAAA、AaAa、aaaa三种交配方式，而自由交配方式除上述三种交配方式外，还有AAAa、AAaa、Aaaa，共六种交配方式。

3.自交与自由交配的结果不同自交和自由交配产生的后代中，基因型频率不同。

如，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）。

随着自交代数的增加，AA、aa基因型频率升高，而Aa基因型频率趋近于0；若自由交配n代产生的后代中，AA∶Aa∶aa=1∶2∶1，自由交配不改变后代基因型频率。

二、典例应用分析【例1】已知一批基因型为AA和Aa的豌豆种子,其数目之比为1∶2,将这批种子种下，自然状态下自由交配(假设结实率相同)，其子一代中基因型为AA、Aa、aa的种子数之比为()。

遗传题中的自交与自由交配冉珩李莉（陕西师范大学生命科学学院陕西·西安 710119）摘要：高中学生在学习自交、自由交配这两个概念时，通常能大致理解其含义，但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。

本文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：自交自由交配一般规律自交、自由交配既是教学的难点，又是高考的热点。

学生在学习这两个概念时，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。

笔者结合例题对这两个概念加以辨析，期望对提高学生遗传题的解题能力有所帮助。

1 自交与自由交配的概念自交，遗传学术语，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。

狭义的自交仅限于植物，指两性花植物的自花受粉（如豌豆）或同株异花受粉（如玉米），其实质就是参与融合的两性生殖细胞来自同一个体。

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]。

例如在某一群体中，有基因型为AA、Aa、aa的个体，则群体个体自交指的就是AA×AA、Aa×Aa、aa×aa。

自交可用于植物纯合子、杂合子的鉴定。

在育种实践中，让杂合子连续自交可提高纯合子的比例。

因为自交是指基因型相同的个体相互交配，当两亲本之中的一个确定时，另一个亲本出现的概率就是 1，所以计算时只要乘以一次对应的比例系数。

自由交配，又可以称为随机交配，是指群体中的雌雄个体间无选择地进行交配，其中包含自交和杂交。

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（♀）。

《变异进化》专题一、自交和自由交配辨析（一）、概念自交是指植物中的自花授粉和雌雄异花的同株授粉，广义的自交也可指基因型相同的个体相互交配。

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，则其包含的交配组合为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，则其包含的交配组合为BB×BB、Bb×B b、bb×bb、BB×Bb、Bb×bb、BB×bb（二）规律：１. 在一个大的种群中，假如没有突变；也没有任何自然选择的影响；无迁入和迁出；个体间自由交配，遵循遗传平衡定律-哈德温伯格定律，A=p,a=q,则AA=p2Aa=2pq,aa=q2.２. 自由交配，基因频率不变，基因频率（Ａ、ａ）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。

３.Ａａ连续自交基因频率（Ａ、ａ）不变，基因型频率ＡＡ、ａａ变大且相等，Ａａ变小。

例题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A．2：1 B．8：1 C．4：1 D．3：1例２：纯种高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，F1全为高茎，F1自交得F2，在F2中选出高茎豌豆，让其自交，后代中高茎与矮茎之比为，DD、Dd、dd三种基因型例。

如果让F2全部自交，后代中高茎与矮茎之比为， DD、Dd、dd三种基因型之比为。

遗传计算中自交与自由交配的区别和实例解析word自交，是指来自同一个体的雌雄配子的结合或具有相同基因型个体间的交配，泛指种群中相同基因型个体互相交配（狭义上指植物自花传粉等）。

我们今天只讨论杂合子自交的例子。

自由交配，指种群中任一个体都能随机与任一异性个体交配（包括自交和杂交的正反交）。

为了更好的区分自交和自由交配，老师举一个例子：加入控制某种形状的基因为A 和a，其中基因型为Aa 的雄性个体和基因型为Aa 的雌性个体杂交，称之为自交；基因型为Aa 的雄性个体分别和基因型为aa、Aa、AA 的个体杂交，称之为自由交配。

对于杂合子自交，第n 代个体中，杂合子的比例为1/2n，纯合子的比例为1－1/2n，纯合子共两种，单一某种纯合子的比例为（1－1/2n）/2，之前王老师和大家探讨过杂合子自交的规律，不再重复，需要的同学可以自行查看。

自由交配如果符合哈代温伯格定律的话，使用哈代温伯格定律做题解答会比较方便、快捷。

下面我介绍一下哈代温伯格定律。

（p+q）2=1 是数学中一个常用计算公式。

在生物学科中，有时也需要借助于此公式进行相关计算，这里我只说在遗传学计算中的应用。

【例3】小麦的抗锈对感锈为显性，让杂合抗锈病小麦连续自交，F5播种后淘汰感锈病类型，则长出的抗锈病植株中纯合子占 A、31/33 B、31/32 C、31/64 D、31/66【分析】杂合子连续自交，后代中杂合子所占比例逐代减少，到n 代，则杂合子有2 的n 次方分之一（1/2n)，显性纯合子与隐性纯合子各有 (1-1/2n)/2。

所以在淘汰隐性纯合子之后，显性纯合子在全部植株中所占比例为：[(1-1/2n)/2]/[(1-1/2n)/2+（1/2n)]=（2n-1）/（2n+1）例1 中n=5，则显性纯合子所占比例为31/33。

【例4】小麦的抗锈对感锈为显性。

让杂合抗锈病小麦连续自交并逐代淘汰感锈病类型，F5 播种后长出的植株中抗锈病纯合子所占比例为A、31/33B、31/34C、31/64D、31/66【分析】乍一看，你可能会以为这跟例3 是相同的问题。

自交和自由交配1 概念上的不同1．1 自交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。

所以自交的概念适用于植物，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，但为防止物种衰退现象，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 自由交配自由交配指在一种群中，不同基因型的个体之间都有交配机会且机会均等，既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。

在间行种植的玉米种群中，随机交配包括自交和杂交方式，对水稻、小麦等主要进行自花授粉的植物来说，随机交配的概念不适用，而主要是自交。

在动物种群中，随机交配指基因型相同或不同的雌雄异体交配，交配组合数为理论应出现的数目。

2 后代相关频率变化的比较2．1 自交和自由交配后代中，基因频率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，种群中的基因频率都不改变。

例如：在一个Aa种群中，A=50%，a=50%，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=50%，a=50%。

2．2 自交和自由交配后代中，基因型频率变化自交和自由交配产生的后代中，基因型频率却有不同。

如Aa种群自交多代，AA、aa频率升高，而Aa频率趋进于0；而自由交配产生的后代，各种基因型出现的机率相等，因此自由交配不改变后代基因型频率。

3 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 =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。

3 常见习题例析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。

浅谈自交与自由交配摘要：有关遗传题型的相关计算，一直是近年来高考中的重点和热点内容，而其中关于自交和自由交配的题型也是频频出现。

许多学生由于不能很好的区分自交与自由交配，做题时往往混淆不清，解题困难。

因此，笔者就这两个问题，谈谈自已的理解。

关键词：自交；自由；交配中图分类号：g632 文献标识码：b 文章编号：1002-7661（2013）20-144-01一、概念理解自交是指植物中的自花授粉和雌雄异花的同株的同株授粉，广义的自交也可指基因型相同的个体之间的交配。

若种群中个体的基因型为aa、aa、aa，则其包含的交配组合为：aa×aa、aa×aa、aa×aa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。

若种群中个体的基因型为aa、aa、aa，则其包括的交配组合为：aa×aa、aa×aa、aa×aa、aa×aa、aa×aa、aa×aa六类。

二、典例分析1、aa的自交后代中，f1三种基因型的个体所占比例为aa：aa：aa=1：2：1；若淘汰掉其中的aa个体，则f1自交繁殖后代中，各种基因型个体所占比例分别为多少？由于f1中aa被淘汰，故f1中aa占1/3，aa占2/3。

1/3 aa 2/3 aa↓↓1/3 aa 1/6 aa 2/6aa 1/6aa因此，aa：aa：aa=3：2：1。

2、已知果蝇的灰身与黑身是一对相对性状。

将纯种的灰身果蝇与黑身果蝇杂交，f1全为灰身。

让f1自由交配产生f2，将f2中的灰身果蝇取出，让其自由交配，后代中灰身和黑身果蝇的比例为（）a、1：1b、3：1c、5：1d、8：1据题意，将纯种灰身与黑身杂交，f1全为灰身，故灰身为显性性状，且f1基因型可设为aa，注意，由于f1中只有aa一种基因型，因此，让f1自由交配，其实就是自交，产生的f2中有aa、2aa、aa，选择f2中的灰身果蝇，再自由交配，f2灰身果蝇中，aa占1/3，aa占2/3。