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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（♀）。

自交与自由交配的区别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1/2n ，而基因型为AA 和aa 的个体各占1/2×（1-1/2n ）；若自由交配n 代产生的后代中，AA ：Aa ：aa =1：2：1。

例题：1、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（ D ） A. 1/9 B. 3/8 C. 1/6 D.1/6解析：Aa 自交子一代的基因型有三种：AA ：Aa ：aa =1：2：1，去掉隐性个体后，AA 个体占1/3，Aa 占2/3,全部自交，即1/3AA ⊕，2/3Aa ⊕，子二代中aa 所占比例为2/3×1/4=1/62、已知某动物种群仅有Aabb 和AAbb 两种类型，Aabb ：AAbb=1：1，且该种群中雌雄个体比例为1：1，个体间可以自由交配，则该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体比例为 （ B ） A. 1/2 B. 5/8 C. 1/4 D.3/4解析：动物种群个体间自由交配，是指雌雄个体间，基因型可能相同，也可能不同。

本题中，理论上雌雄全体比例为1：1，雌或雄中基因型比例Aabb ：AAbb=1：1，因此可以用棋盘法解答比较直观易懂。

“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。

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。

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。

自交与自由交配的比较辨析自交和自由交配的区别是什么?发生在植物与动物概率怎样计算?下面是我为大家整理的，供大家分享。

本文通过定义比较辨析，计算过程比较辨析，及频率比较辨析，得出了解决自交与自由交配在高中生物遗传学中相关计算问题的正确思路和方法。

1 定义辨析1.1自交基因型相同的个体交配。

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。

比如在一个群体中一对等位基因(用A、a表示)的自交组合有哪些?解析：在一个群体中一对等位基因(用A、a表示)的基因型有AA、Aa、aa三种，三种基因型中分别有相应的雌雄个体。

因此根据自交定义有：♂AA×♀AA ，♂Aa ×♀Aa，♂aa ×♀aa三种组合方式。

1.2自由交配自由交配指在一群体中，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。

在间行种植的玉米种群中，自由交配包括自交和杂交方式。

对水稻、小麦、豌豆等主要进行自花授粉的植物来说，自然状态下自由交配的概念不适用，而主要是自交，在人为条件下可以进行自由交配。

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。

比如在一个群体中一对等位基因(用A、a表示)的自由交配组合有哪些?解析：在一个群体中一对等位基因(用A、a表示)的基因型有AA、Aa、aa三种，三种基因型中分别有相应的雌雄个体。

因此根据自由交配定义有如下九种交配组合：♀AA♀Aa♀aa♂AA♂AA ×♀AA♂AA ×♀Aa♂AA ×♀aa♂Aa♂Aa ×♀AA♂Aa ×♀Aa♂Aa ×♀aa♂aa♂aa ×♀AA♂aa ×♀Aa♂aa ×♀aa2 计算过程辨析2.1自交例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( )A.3:2:1B.1:2:1C.3:5:1D.4:4:1解：豌豆的基因型及比例为1/3DD、2/3Dd，且是自花授粉植物，因此自然条件下为自交，既：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要注意的是：自交时为什么不写成1/3DD×1/3DD而写成1/3DD×DD，是因为这个群体中基因型为DD的比例为1/3，所以其自交结果所占的比例仍为1/3(DD×DD)，也就是说这个群体中基因型为DD自交结果占总的1/3，Dd的自交结果占总的2/3(Dd×Dd)。

1.基因型为Aa的水稻自交一代后的种子全部种下，得到F1。

（1）让F1自交其后代F2的基因型、表现型的比例为___________。

（2）让F1自由交配其后代F2的基因型、表现型的比例为___________。

（3）在幼苗期淘汰F1全部隐性个体后，让其自交，F2的基因型、表现型的比例为___________。

（4）在幼苗期淘汰F1全部隐性个体后，让其自由交配，F2的基因型、表现型的比例为___________。

2.假设某植物种群非常大，可以随机交配，没有迁入和迁出，基因不产生突变。

抗病基因R对感病基因r为完全显性。

现种群中感病植物rr占1/9，抗病植物RR和Rr各占4/9，抗病植株可以正常开花和结实，而感病植物在开花前全部死亡。

则子一代中感病植株占______。

3.玉米的高杆（D）对矮杆（d）为显性，茎秆紫色（Y）对绿色（y）为显性，两队性状独立遗传。

以基因型为ddYY和DDyy的玉米为亲本杂交得到的F1自交产生F2。

选取F2中的高杆绿茎植株种植，并让其相互授粉，则后代中高杆绿茎与矮杆绿茎的比例为_______。

4.玉米是雌雄同株、异花传粉植物，可以接受本植株花粉，也能接受其他植株的花粉。

在一块农田间行种植等数量基因型为Aa和aa的玉米，假定每株玉米结的子粒数目相同，收获的玉米种下去，具有A表现型和a表现型的玉米比例应接近______。

5.小鼠的眼色有红眼、杏红眼、白眼三种，且由两条常染色体上的两对等位基因控制，其中M_nn为红眼，M_Nn为杏红眼，其它基因型均为白眼，现有MmNn两只雌雄鼠杂交，产下F1代小鼠，再让F1代中的杏红眼个体自由交配，则子代的表现型及比例为______。

6.已知小麦的高秆（A）对矮秆（a）为显性，抗病（B）对感病（b）为显性，现有植株AaBb自交得F1，取F1中的高秆抗病植株随机传粉，则F2中表现型及比例为___________。

7.已知某闭花受粉植物高茎对矮茎为显性，红花对白花为显性，两对性状独立遗传。