遗传题中的自交与自由交配

浅谈自交与自由交配的区别新疆生产建设兵团第三师四十五团一中王大姣 844604 在高中生物遗传和变异的教学过程中，发现不少同学常将自交和自由交配混为一谈，认为自由交配简称自交的错误认识。

针对这个问题我尝试从概念、交配组合类型、相关概率的计算及后代的基因频率和基因型频率来阐明，供大家商榷。

一、自交与自由交配的概念不同：在遗传学中，自交是指基因型相同的生物个体交配，自交是获得纯系品种的有效方法。

植物指自花传粉和雌雄异花的同株传粉，动物指基因型相同的雌雄个体间交配。

一般用遗传学符号“⊕”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。

二、自交与自由交配的交配组合种类不同：若只考虑某群体中的一对等位基因A和a，种群个体的基因型为AA、Aa、aa，自交方式有AA×AA、Aa× Aa、aa×aa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AA× Aa、AA×aa、Aa×aa，共六种交配方式。

可见自由交配比自交的交配组合类型要多，体现种群雌雄个体之间的随机交配。

三、自交与自由交配相关概率的计算结果不同杂合子连续自交，纯合子与杂合子所占比例及变化曲线如图：曲线a：代表纯合子连续自交比例。

曲线c：代表杂合子连续自交比例。

曲线b：代表显性（隐性）纯合子的比例。

1.自花传粉的植物群体中，显性性状AA占1/3,Aa占2/3。

则自交后代产生AA的概率为1/3×1+2/3×1/4=1/2.2.动物群体中，显性性状AA占1/3,Aa占2/3，则自由交配组合为AA×AA、Aa× Aa、AA× Aa；A基因频率为2/3, a基因频率为1/3,则后代AA的概率为2/3×2/3=4/9。

例1．已知豌豆的的高茎（DD）和矮茎（dd）是一对相对性状，基因位于常染色体上。

自交.自由交配的区别自交、自由交配的区别1、自交与自由交配的概念不同1.1 自交自交在人教版的教材中多次出现，学生对之认识较为清晰。

遗传学上，动植物的交配方式主要分为杂交和近交两种，其中近交也就是近亲繁殖，是指具有亲缘关系的个体相互交配，如叔父侄女婚配、同胞兄妹婚配等，主要包括自交，回交等。

在各类近交方式中，亲缘关系最近的交配是自交，也就是指即同一个体产生的雌、雄配子相互结合产生下一代。

当确定一方基因型时，交配另一方的基因型也就对之确定了。

自交在动物和植物中的概念内涵不同，这是学生在做题时需要特别注意的问题。

简单来说，自交就是自身交配，所以主要适用于植物。

大多数植物没有性别分化，为两性花植物如小麦，自交就是自花授粉的过程；而对于黄瓜等单性花植物而言，自交就是指同株异花授粉。

所以自交对于植物来说就是自花授粉或雌雄同株的异花授粉。

相对而言，由于大多数动物为雌雄异体，交配方式为异体受精。

所以在动物种群中，若没特殊说明，自交的含义是指广义上的自交，即基因型相同的雌雄异体交配。

目前自交是获得纯系的有效方法，一般用圆符号表示。

1．2 自由交配自由交配在教材中出现的次数很少，只在必修二第七章出现过一次，而且配套的习题较少，学生不易理解。

自由交配也称为随机交配，强调随机性。

自由交配也就是指在一种群中，不同基因型的个体之间都有交配机会且机会均等，这样交配的双方基因型不确定，可以相同也可以不同。

所以说自由交配的交配方式广泛，包括自交、杂交、测交等。

对豌豆、小麦等自花授粉的植物，随机交配的概念不适用，而主要是自交。

在动物种群中，自由交配是雌雄个体之间，不管基因型如何，随机交配，交配组合数为理论应出现的数目，一般×表示2、自交和自由交配的交配组合方式不同自交与自由交配的概念不同决定了两者的交配组合方式不同，例如若某生物种群中的个体基因型有AA 、Aa 、aa 三种，则自交指基因型相同的个体交配，有三种交配方式，即AA ×AA 、Aa × Aa、aa ×aa ；自由交配是指群体中的个体随机交配，其交配方式比自交要多样，有六种：AA ×AA 、Aa × Aa、aa ×aa 、AA × Aa、AA ×aa 、Aa ×aa 。

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。

在一个大而稳定的种群中，基因频率计算可以使用[p（A）+q（a）]2=1→p2（AA）+q2（aa）+2pq（Aa）=1。

不过这个规律使用的时候需要符合5 个条件：①、种群足够大；②、无基因突变；③、无迁入迁出；④、随即交配或者自由组合；⑤、自然选择对该形状无影响。

通过两道例题解释下这种情况的应用。

【例1】在某一人群中，已调查得知，隐性性状者（aa）为16%，问该种群中基因A 和a 的基因频率为（）A、60%、40%B、48%、52%C、36%、64%D、40%、60%【解析】根据题目已知，aa 为16%，根据上面的公式可以推出a 的基因频率为40%，则A 的基因频率为60% 。

答案是A。

【例 2】大豆黄粒（子叶颜色）对绿粒是显性，现用纯种黄粒与绿粒杂交得到F1，F1 自交得到 F2，将 F2 中黄粒种子种植后得到植株，让其自由交配，问所得种子中杂合黄粒的理论比例为（）A、4/9B、3/9C、1/2D、7/9【解析】此题如果直接计算，似乎有点复杂，但如果我们利用基因频率，再利用以上公式就可以很快得出结论：F2 中，黄粒种子种植的植株中，AA：Aa=1：2，因此A 的基因频率为2/3，a 的基因频率为1/3，让其自由组合，则所得种子中基因型为AA 的比例为2/3×2/3=4/9，Aa 所占的比例为2×2/3×1/3=4/9，因此Aa/（AA+Aa）=1/2 。

自交和自由交配是两种不同的交配方式，它们在生物学中有特定的定义和公式。

1. 自交（Self-fertilization）：指同一个个体的两个或多个生殖细胞结合，进行交配。

自交可以发生在许多生物中，特别是植物中比较常见。

自交的公式可以表示为：
AA + aa → AA + aa
这里的AA和aa分别代表具有不同等位基因的两个同源染色体。

自交导致后代中的基因型变得更加纯合，即具有相同等位基因的数量增加。

2. 自由交配（Outcrossing）：指个体之间的交配是随机和自由的，没有特定的选择限制。

这种交配方式通常发生在许多动物和某些植物中，其中个体可以自由选择配偶。

自由交配没有一个特定的公式，因为交配的结果取决于个体之间的遗传差异和随机选择的因素。

需要注意的是，自交和自由交配是生物学领域的专业术语，用于描述不同的交配模式和遗传现象。

在实际应用中，存在许多复杂的遗传模型和公式，用于研究和预测不同交配方式下的遗传变化。

广东教育·高中2016年第2期理综高参自交与自由交配的计算问题■广东省中山市中山纪念中学邓过房一、自交与自由交配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。

2．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AA ×AA 、Aa ×Aa 、aa ×aa 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AA ×Aa 、AA ×aa 、Aa ×aa ，共六种交配方式。

3．结果不同：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12n ，而基因型为AA 和aa 的个体各占12×（1-12n ）；若自由交配n 代产生的后代中，AA ∶Aa ∶aa =1∶2∶1。

二、典型例题详解【例1】(2013·山东)用基因型为Aa 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Aa 基因型频率绘制曲线如图1所示。

下列分析错误的是（）A ．曲线Ⅱ的F 3中Aa 基因型频率为0.4B ．曲线Ⅲ的F 2中Aa 基因型频率为0.4C ．曲线Ⅳ的F n 中纯合体的比例比上一代增加(12)n ＋1D ．曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A 和a 的基因频率始终相等解析：本题结合基因的分离定律考查基因频率和基因型频率的计算方法。

依题意可首先分析出前三代中Aa 的基因型频率(如下表)，据此可判断曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别对应表中的②、④、③、①四种情况。

由图可知，曲线Ⅱ的F 3中Aa 的基因型频率与曲线Ⅲ的F 2中Aa 的基因型频率相同，均为0.4，A 、B 正确；曲线Ⅳ的F n 中纯合体的比例和上一代中纯合体的比例分别为1－12n 和1－12n －1，两者相差12n ，C 错误；曲线Ⅰ和Ⅳ分别代表随机交配和连续自交两种情况，此过程中没有发生淘汰和选择，所以各子代间A 和a 的基因频率始终相等，D 正确。

龙源期刊网
对遗传问题中的自交和自由交配的辨析
作者：张艳
来源：《读写算》2012年第85期
生物学科中有好多貌似相同的名词，其中遗传学中的自交和自由交配就使学生感到头痛，弄不清楚，为了解决学生学习中的疑惑，提高学习效率、质量，现将二者进行辨析。

自交不等于自由交配，自交强调的是基因型相同的个体的交配，而自由交配强调的是群体中所有个体的随机交配。

如基因型为AA、Aa群体中的自交就是指AA×AA、Aa×Aa；而该群体中自由交配是指AA×AA、Aa×Aa、AA♂×Aa♀、Aa♂×AA♀。

弄清概念往往是解决相关问题的前提！但当面对具体的实际问题，究竟如何解决？下面举例说明：
［问题］：一种生物个体中，如果隐性个体的成体没有繁殖能力，一个杂合子（Aa）自交，得子一代（F1）个体。

在F1个体只能自交和可以自由交配两种情况下，F2中有繁殖能力的个体分别占F2总数的多少？
［解析］：该问题是关于基因分离定律应用的问题之一，同时涉及到自交和自由交配。

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。

自交和自由交配的原理和方法内容导读自交和自由交配是和分离定律相关的两种常见题型，两种题目所涉及的交配方式和解题方法完全不同，要能够在题目中区分命题意图。

在解决题目时，自交较为简单，只需要理解连续自交时，基因型的概率变化规律即可，可适当对公式进行记忆。

自由交配需要用到进化论中的遗传平衡定律，具有一套特殊的解題方法，也有一定的理解难度，且很多题目涉及此考点和方法，要能够理解和掌握。

必备知识一、自交和自由交配的概念1.自交：强调的是相同基因型个体的交配，如基因型为AA、Aa群体中自交包括两种交配方式: AA X AA、Aa x Aa；而不存在AA X Aa的交配方式，解题方法通常应用孟德尔遗传学定律2.自由交配：强调的是群体中所有个体进行随机交配，如基因型为AA、Aa群体中自由交配包括四种交配方式: AA X AA、Aa x Aa、AA♀xAa、Aa♀xAA。

解题方法通常应用遗传平衡定律二、自交和连续自交问题连续自交解题模型：取杂合子Aa，使其连续自交，根据孟德尔分离定律，其后代性状分离情况如图所示：图解：1.具有一对相对性状的杂合子自交，后代中纯合子的比例随自交代数的增加而增大，最终接近于1，且显性纯合子和隐性纯合子各占一半2具有一对相对性状的杂合子自交，后代中杂合子的比例随自交代数的增加而递减，每代递减50%，最终接近于0。

3.在育种过程中，选育符合人们要求的显性个体，可进行连续自交并去除隐性个体，直到性状不再发生分离为止，即可留种推广使用典例剖析【例1】具有一对等位基因的小麦杂合子亲本连续自交，某代的纯合子所占的比例达95%以上，则该比例最早出现在（）A.子三代B.子四代C.子五代D.子六代【例2】豌豆花色中紫色对白色为显性。

一株杂合紫花豌豆在自然状态下连续繁殖三代，则子三代中开白花的豌豆植株与开紫花的豌豆植株的比例为（）A.7:9B.7：15C.1:3D.9：15三、自由交配问题通常题干提及某生物在自然状态下可以自由交配时，就是意味着群体中不同个体的配子是可以随机结合的，此时可以用两种方法解决，一是利用传统分离定律计算，二是使用遗传平衡定律1遗传平衡定律（1）概念：遗传平衡定律也称哈迪（或哈代）一温伯格定律，指一个自然种群在理想状态下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在遗传中是稳定不变的，即保持着基因平衡。