自交与自由交配

《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。

例3在一个种群中，基因型为AA的个体占50%，基因型为Aa的个体占20%，基因型为aa的个体占30%，假设各种基因型的个体存活率和繁殖率都相同，请计算下列1．该种群中，A和a的频率为2．若该种群自交一代后，A和a的频率分别为 ,自交两代后，A和a的频率分别为。

3、若该种群自由交配一代后，A和a的频率分别为自由交配两代后，A和a的频率分别为。

4、若该种群自交后，F1中AA、Aa、aa基因型的频率分别为 ,F2中AA、Aa、aa基因型的频率分别为 . Fn中AA、Aa、aa基因型的频率分别为。

5．若该种群自由交配，F1中AA、Aa、aa基因型的频率分别为，F2 中AA、Aa、aa基因型的频率分别为例4.在不考虑基因突变时，以杂合体（Aa）的个体作材料进行遗传实验。

请回答：⑴让其连续自交n代，能表示自交代数和纯合体比例关系的图示是，能表示自交代数与隐性纯合子比例关系的图示是；⑵若隐性纯合子的生活力不强而导致胚胎不能存活，请预期自交n代时，杂合子的比例是多少？⑶若让基因型为Aa的个体自由交配n代，后代中的杂合子、纯合子的比例分别是多少？二．基因频率计算5.人群中色盲男性占男性的8℅，则人群中色盲基因的频率及色盲女性的比例？6．某常染色体隐性遗传病在人群中发病率为1℅，色盲男性中发病率为7℅。

现有一对表现型正常的夫妇，妻子为该两种病的携带者，则所生男孩患两种病的可能性？（）7.某人群中某常染色体显性遗传病发病率为19℅，一对夫妇中妻子患病，丈夫正常，。

所生子女患该病的概率？（）8.对某学校的学生（男：女=1：1）进行调查发现，ＸＢ的基因频率为９０℅，Ｘｂ为１０℅，则理论上ＸbＸb、Ｘb Y的基因型频率分别为（）。

9.据调查，某小学的学生中，基因型为X B XＢ为４２.３２℅， XＢXｂ为７.３６℅， XｂXｂ为０.３２℅，XＢY为４６℅， XｂY 为４℅。

则该学校ＸＢ．Ｘｂ的基因频率为（）10．人的ABO血型决定于3个等位基因;I A、I B、 i, I A、I B对i显性，通过调查发现血型频率为：Ａ型（I A I A、I A i）＝０.４５，Ｂ型（I B I B、I B i ）＝０.１３ＡＢ（I A I B）＝０.０６Ｏ（ii）＝０.３６，试计算I A、I B、 i的基因频率？（）11.在对欧洲某学校的学生进行遗传调查时发现：血友病患者占0.7%（男:女=2:1）；血友病携带者占5%，那么这个种群中的X b的频率是A 2.97%B 0.7%C 3.9%D 3.2%三、如何区分可遗传的变异与不可遗传的变异生物的变异有可遗传和不同遗传两种情况，遗传物质的改变或环境条件的改变都可以引起变异，所以判断生物的变异是遗传变异还是不可遗传变异，相当于判断是受环境因素还是遗传因素影响方法：将变异雌、雄个体放在变异前的条件下杂交产生后代，若恢复变异前的性状则为环境因素引起，是不遗传的变异；反之，则为遗传物质改变的结果。

（若为植物也可用无性繁殖方法，若恢复变异前的性状则环境引起，是不遗传的变异；反之，为可遗传的变异。

）解题规律：改变生物的生活环境以观察其性状是否改变。

提示：将引起变异的环境条件改变以便对照，则可以得出正确结论。

如果变异是染色体则还可以通过制片显微观察，观察其染色体的结构或数目是否发生改变。

例1：已知家鸡的突变类型无尾（M）对普通类型有尾（m）是显性。

现用普通有尾鸡杂交产的受精卵来孵化小鸡，在孵化早期向卵内注射一点点胰岛素，孵化出的小鸡就表现出无尾性状。

请设计实验探究是胰岛素诱发基因突变的结果还是胰岛素只是影响胚胎发育的结果？例2、某生物兴趣小组饲养了一批纯合的长翅红眼果蝇幼虫，分装在10支试管中，准备放在25°C 培养箱中培养(果蝇生长的最适温度),由于疏忽,其中有2支试管未放入培养箱,当时气温高达37°C,十天后观察发现,培养箱中的果蝇全为长翅,而未放入培养箱中的果蝇出现了残翅。

（1）残翅性状的出现在遗传学上称为_______。

你认为了现残翅的最可能的原因是_____。

（2）请设计实验证明你的推测。

（简要写出实验步骤，预期结果并得出结论）实验步骤：a _______________； b______________； c________________；预期结果与结论：______________________________________。

例3.遗传学家曾做过这样的实验：长翅果蝇幼虫正常的培养温度为25℃，如果将孵化后4—7天的长翅果蝇幼虫在35—37℃处理6—24小时后，得到了某些残翅果蝇，这些残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是长翅果蝇。

(1)针对上述实验现象，结合基因与酶的关系及酶的特性作出合理的解释。

(2)果蝇长翅是显性(B)，残翅是隐性(b)。

一试管内有一些残翅果蝇，但不知是基因控制的，还是温度影响的结果。

请设计实验确定它们的基因型。

简要写出你的实验设计思路，可能出现的结果及果蝇的基因型。

设计思路：结果及基因型：①；②；③。

参考答案1、①3:1②2：1③8：1④4：12、5∶1 3∶2∶1，5：3，3：2；33、①60%和40% ②60%和40% 60%和40% ③ 60%40% 60%和40% ④55%、10%、35% 57.5%、5%、37.5% 、⑤．36%、48%、16% 36%、48%、16% 36%、48%4.〖解析〗⑴杂合子(Aa)自交n代时，杂合子概率为(1/2)n，纯合子的概率为：1-(1/2)n ；显性纯合子=隐性纯合子=纯合子比例的一半=[1-(1/2)n]/2；⑵由题意知，在总量不变的情况下，逐代淘汰个体的比例为：第一代为1/4，第二代为1/8，第三代为1/16，…，第n代为(1/2)n+1，则累计淘汰数=1/4+1/8+…+(1/2)n+1=(2n-1-1)/2n+1；而第n代时的杂合子为(1/2)n，因而，此时杂合子所占比例为(1/2)n/[1-(2n-1-1)/2n+1]，化简为：2/（2n+1-2n+1）；⑶自由交配时，其基因频率及基因型频率将维持不变，即P AA=P A2=（1/2）2=1/4，P aa=P a2=（1/2）2=1/4，P Aa=2×P A×P a =1/2。

〖答案〗⑴A B；⑵2/（2n+1-2n+1）；⑶杂合子（Aa）为1/2，纯合子（AA、aa）占1/2，其中AA占1/4、aa占1/4。

5. 8℅.0.32℅ 6. 1／44 . 7. 10／198. 0.5℅.5℅ 9.９２℅８℅ 10,０３０.１、０.６ 11.C例1、让上述注射胰岛素后产生的无尾鸡，成熟后雌雄交配，所产受精卵正常孵化(不注射胰岛素)，观察后代相关性状表现。

如果后代出现无尾鸡，则证明胰岛素的作用是诱发基因发生突变；如果后代全部表现出有尾性状，则证明胰岛素的作用并非诱发基因突变，只是影响了鸡的胚胎发育的正常进行。

例2、（1）变异温度的变化影响果蝇的发育，果蝇的遗传物质没有发生改变（或发生改变（2）a.利用高温下发育的雌雄残翅果蝇交配产卵 b.将卵放在25°条件下培养 c. 观察子代果蝇翅的性状表现（3）预期结果与结论：子代全为长翅，说明残翅是由温度引起的不可遗传变异，遗传物质没有改变，推测正确（或错误）；子代全为残翅或出现部分残翅，说明残翅是可遗传的变异，温度的变化引起了遗传物质改变，推测错误（或正确）例3、(1)翅的发育需要经过酶的作用，酶的合成由基因控制，温度影响酶的活性。

长翅果蝇的基因指导合成的酶在正常温度下催化反应使幼虫发育成长翅果蝇。

而在较高的温度下，酶的活性受到影响，一些反应不能进行，造成长翅果蝇幼虫发育成残翅果蝇。

但残翅果蝇体内的基因没有改变，仍然是长翅果蝇的基因，所以在正常温度下产生的后代仍然是长翅果蝇。

(2)设计思路：让这些残翅果蝇相互交配产卵，正常的温度下培养，一段时间后，观察子代果蝇翅的形成。

结果及基因型：①若在一试管内这些残翅果蝇的后代都是残翅果蝇，则基因型是bb ②若在一试管内这些残翅果蝇的后代都是长翅果蝇，则基因型是BB ③若在一试管内这些残翅果蝇的后代出现了既有残翅果蝇，也有长翅果蝇，则基因型是Bb。