基因频率计算

自交与自由交配_小专题资料汇编

山东牟平一中孙芸廷整理

目录

自交与自由交配_小专题资料汇编 (1)

小议自交与自由交配 (1)

自交和自由交配有什么区别 (4)

自交与自由交配 (6)

一例自交与自由交配问题的分析 (7)

浅谈自交与自由交配的计算 (9)

小议自交与自由交配

重庆市荣昌安富中学(402466)蔡义钦

不少学生常将自交和自由交配混为一谈，认为自由交配简称为自交。在教学过程中，我尝试从概念、相关概率的计算、对种群基因频率的影响和对种群基因型频率的影响四个方面进行比较和分析，并进行适当的巩固训练，取得了较好的成效。现总结如下：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×Bb、bb×bb、BB×Bb、Bb×bb、BB×bb。

相关概率的计算

例1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，

让其在自然状态下结实，后代中高茎与矮茎之比为，DD、Dd、dd三种基因型之比为。[答案：5∶1 3∶2∶1]

例2两只灰身果蝇交配，子代中灰身∶黑身=3∶1，选出其中的灰身果蝇，全部使其自由交配，下一代果蝇中灰身与黑身的比例是，BB、Bb、bb三种基因型

的概率依次为。[答案：8∶1

9

4、94、91]

解析例1中豌豆是严格的自花授粉和闭花授粉的植物，自然状态下其交配类型为自交，根据题意可知F2中高茎豌豆的基因型为：⅓DD、⅔Dd，而只有基因型为Dd的个体自交后代才会出现矮茎（dd）及杂合高茎（Dd），其中矮茎的概率为¼，杂合高茎的

概率为½，所以F3中矮茎（dd）的概率为⅔×¼＝

6

1，高茎的概率为1－61=65，高茎与

矮茎之比为5∶1，Dd的概率为⅔×½＝⅓，DD的概率为1－

6

1（dd）－⅓（Dd）=½，DD∶Dd∶dd＝3∶2∶1

例2根据题意可知：亲代两灰身果蝇均为杂合体，其基因型表示为Bb，则子代灰身果蝇的基因型为：⅓BB、⅔Bb，只有当雌雄果蝇同时为Bb时，下一代才会出现黑身。由于是自由交配，任何一对果蝇交配时，雄果蝇是Bb的概率为⅔，雌果蝇是Bb的概率也

为⅔，即♀⅔Bb×⅔Bb♂，下一代黑身的概率为⅔×⅔×¼＝

9

1，灰身的概率为1－91=98，所以灰身∶黑身=8∶1。要计算三种基因型的概率，则需分别计算各种可能的交配方式其后代三种基因型的频率，再利用加法原理求所有后代中每种基因型的频率，如下表所示：交配方式♀⅓BB×⅓BB♂♀⅓BB×⅔Bb♂♀⅔Bb×⅓BB♂♀⅔Bb×⅔Bb♂

后代基因型及其频率

9

1BB 91BB、91Bb 91BB、91Bb 91BB、92Bb、

9

1bb

后代基因型及其频率合计

9

4BB、94Bb、91bb

在对自由交配后代基因型和表现型的概率计算特别是对基因型概率的计算，用上述方法既繁琐又易出错，若利用种群基因频率相关知识求解，既可大大简化计算过程又不易错。如例2根据题意可知：亲代中两灰身果蝇均为杂合体，其基因型为Bb，则其子代灰身中⅓BB，⅔Bb，因此产生含b基因配子的频率为⅓，只有当雌雄配子都含b时，下一

代才会表现为黑身果蝇（bb），因此黑身果蝇（bb）所占比例为⅓×⅓=

1，灰身果蝇的频

9率为1－

1=98，所以灰身∶黑身=8∶1。如果要进一步计算各种基因型的概率也很容易，

9

bb﹦⅓×⅓=

1，BB﹦⅔×⅔=94，则Bb﹦1－91－94=94。

9

[注意：自交的有关计算不能用基因频率知识]

对种群基因频率的影响

在一个足够大的种群中，如果不存在突变和选择，自交和自由交配都不会改变种群的基因频率。

对种群基因型频率的影响

在一个足够大的种群中，如果不存在突变和选择，自交能使纯合体的频率逐渐增加，杂合体的频率逐渐降低，逐渐得到纯系，即自交是获得纯系的有效方法。自由交配则不会持续改变种群的基因型频率。

巩固训练

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，请计算下列问题：1．该种群中，A和a的频率分别为。

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；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。

3．若该种群连续自交后，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。

4．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。Fn中AA、Aa、aa基因型的频率分别为。

参考答案

1．60%和40%

2．60%和40% 60%和40% 60%和40% 60%和40%

3．55%、10%、35% 57.5%、5%、37.5%

50%+20%×1212+-n n 、20%×n 21、30%+20%×1212+-n n

4．36%、48%、16% 36%、48%、16% 36%、48%、16%

自交和自由交配有什么区别

自交和自由交配有什么区别？这是困扰很多师生的问题。因为在一些遗传题和概率计算题中，经常涉及到这两个概念；而在08年江苏高考生物试题中，也有相应内容的考查，若不能把握二者的区别，答题时就很容易出错，也会在高考中失分。下面笔者从概念入手，分析二者的区别，并例举常见习题进一步说明。

1 概念上的不同

1．1 自交

在遗传学上，动、植物交配方式有杂交和近交（近亲繁殖），其中近交是指有亲缘关系的个体相互交配，如同胞兄妹交、叔父侄女交、堂表兄妹交等。在各类近交中，亲缘关系最近的交配是自交，即同一个体产生的雌、雄配子相互结合产生下一代。自交的概念在植物和动物种群中的含义有所不同，这是解题的关键：

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