自交和自由交配教学文稿

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自交和自由交配

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。

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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。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。

解法二在果蝇自交这个群体中,纯合子(AA+aa)+杂合子(Aa)=1,而F2中Aa=1/2,F2自交后代中Aa=1/4,故aa=(1-杂合子)/2=3/8,答案选C。

(3)解法一 F2灰身果蝇中基因型为1/3AA,2/3Aa,自由交配有4种方式,①

1/3AA×1/3AA,②2/3Aa×2/3Aa,③1/3AA×2/3Aa,④2/3Aa×1/3AA,但只有2/3Aa与

2/3Aa杂交时才能产生aa,故aa=1/9;

解法二 F2灰身果蝇中a基因频率=1/3,其后代aa=1/3×1/3=1/9,答案选B。

(4)F2的灰身果蝇自交方式有两种,即1/3AA×AA,2/3Aa×Aa,则

aa=2/3×1/4=1/6,答案选A。

答案:(1)D (2)C (3)B (4)A

从上述计算可看出,①在自由交配的情况下,采用先求基因频率再求基因型频率的方法比较简单;②注意自交和自由交配时各种基因型出现的概率,如F2中Aa自交

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为1/4Aa×Aa ,而Aa 自由交配为1/4Aa×1/4Aa 。因为自交时,某个体基因型是Aa 的机率是1/4,当它的基因型确定后,与之交配的个体(不论是同一个体还是相同基因型的个体),其基因型就随之确定了,因此不用再乘以1/4.如同有两个人如果知道他们穿的衣服颜色是一样的,那么当其中一个穿的衣服颜色决定后,另一个就一定是与他的相同了。自由交配则不同,两个个体基因型都是未知的,所以都要先确定它们各自的概率。

1.番茄的红果对黄果是显形,现让纯合的红果番茄与黄果番茄杂交得F1,F1自交得F2,现让F2中的红果番茄与红果番茄自由交配,其后代中杂合子占多少?( )

A .3/4

B .4/9

C .1/9

D .1/6 2.AA 与aa 杂交得F 1,F 1 自交得F 2,取表现型为显性的个体自由交配,后代中显性与

隐性性状之比

A .8:1

B .3:1

C .9:1

D .16:1

3.在调查某小麦种群时发现T (抗锈病)对t (易感染)为显性,在自然情况下该小麦种群可以自由交配,据统计TT 为20%,Tt 为60%,tt 为20%。该小麦种群突然大面积感染锈病,致使全部的易感染小麦在开花之前全部死亡。计算该小麦在感染锈病之前与感染锈病之后基因T 的频率分别是多少

A .50%和50%

B .50%和62.5%

C .62.5%和50%

D .50%和100%

4.一对红眼果蝇交配,后代中出现了白眼果蝇。若子一代果蝇自由交配,理论上子二代果蝇中红眼与白眼的比例为( )

A .3∶1

B .5∶3

C .13∶3

D .7∶14

5.将同种黄色鼠(A )和灰色鼠(a )杂交,已知A 和a 是由常染色体上的一对等位基因控制的。有一位遗传学家在实验中发现含显性基因(A )的精子和含显性基因(A )的卵细胞不能结合。如果黄色鼠与黄色鼠(第一代)交配得到第二代,第二代老鼠自由交配一次得到第三代,那么在第三代中黄色鼠的比例是( )

A .1

B .4/9

C .1/2

D .5/9

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