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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（♀）。

自由交配由于亲本基因型的不确定性，需要将两个亲本的比例系数相乘计入下一代。

2自交与自由交配相关题型的解法自交题型的解法例题 1：[2009 ·宁夏卷 ] 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。

用纯合的高茎红花与矮茎白花杂交，F1 自交，播种所有的 F2，假定所有 F2 植株都能成活， F2 植株开花时，拔掉所有的白花植株，假定剩余的每株 F2 植株自交收获的种子数量相等，且 F3 的表现型符合遗传的基本定律。

从理论上讲F3 中表现白花植株的比例为()4 6 816[ 解析 ] 试题中设计了“两对相对性状”这一陷阱，其实如果控制两对相对性状的基因是独立遗传的，那么研究两对相对性状的遗传时满足基因自由组合定律，单独研究每一对相对性状的遗传时都满足基因分离定律，所以此题我们只需关注红花白花这一对相对性状。

设该植物的红花、白花这一对相对性状由基因 A、a 控制。

F1 的基因型为Aa, F1 自交, 产生的F2 代中有1/4AA、1/2Aa 、1/4aa, 去掉白花aa， F2 红花基因型为 1/3AA、2/3Aa，再自交如下图：F2 中红花的基 1 23AA 3 Aa因型自交后代基因 1 1 1AA 4 AA 2 Aa 4 Aa 型及比例红花红花红花白花自交后代表现1 2 1 2 1 2 1型及比例（3）（3×4）（3×2）（3×4）F3 基因型及比1 11 11例统计3+6 = 2 AA3Aa 6 aaF3 表现型及比1 1 5 1 红花2 +3=6白花 6例统计自由交配题型的解法对于自由交配一类题型的计算， 如果把每一种组合都写出来再计算， 会比较繁琐，还容易出错。

笔者建议，如果自由交配的种群足够大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生可育后代， 没有迁入和迁出，自然选择对相关基因不起作用，同时相关基因不产生突变 [2] ，可以先计算出群体中每个基因的基因频率，然后由每个基因的基因频率计算后代各种基因型的频率，即运用哈迪—温伯格定律。

例题 2：在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因为A ，决定翅色为褐色的基因为 a ，其中基因型 AA 个体占 30%，Aa 个体占 60%，aa 个体占 10%,假设该种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代， 没有迁入和迁出， 自然选择对 A 和 a 没有作用，基因 A 和 a 都不产生突变，则有如下的关系：亲代基因型的频率AA （ 30%） Aa （60%）aa （10%）配子的比率A （30%） A （30%） a （ 30%）a （10%）子一代基因型频率AA （ 36%） Aa （48%）aa （16%）子一代基因频率A （60%） a （40%）由上表不难看出， 子一代的基因频率和亲代的基因频率相同。

代以及若干代以后， 种群的基因频率仍然和亲代的基因频率相同，只发生在种群内部。

种群的基因型频率只需一代就可以达到平衡，子二代、子三因为基因交流即子二代、子三代以及若干代以后的基因型频率和子一代的基因型频率相同。

3 一般规律若不考虑自然选择、基因突变等因素的影响，基因型为 AA 、Aa 、aa 的种群，在自交或随机交配的情况下， 基因频率不会改变， 但是基因型频率却出现两种可能性：如果自交，后代的基因型频率会发生变化，纯合子的频率增加，杂合子的频率减小；如果随机交配，那么后代的基因型频率不发生变化。

4 典型例题分析例题 3：[2013 ·山东卷 ] 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 基因型的频率绘制曲线如图所示。

下列分析错误的是( )A ．曲线Ⅱ的 F 3 中 Aa 基因型频率为B ．曲线Ⅲ的 F 2 中 Aa 基因型频率为C ．曲线Ⅳ的 F n 中纯合体的比例比上一代增加 (1/2) n ＋1D ．曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间 A 和 a 基因的频率始终相等[ 解析]基因型为Aa 的小麦，连续自交n 代， F n 中Aa 出现的概率为12n ，对应曲11 线Ⅳ，纯合子出现的概率为1－2n ， F n 中纯合体的比例比上一代增加1－2n －1 11 11－ 2n －1 ＝ 2n ；隐性纯合子出现的概率为1－2n ×2，连续自交并逐代淘汰隐性个1体，F n 中 Aa 出现的概率为2n2，F 2 中 Aa 出现的概率为2 21 1 ＝ n2 ＋1 ＝ ，2 ＋1 2 512 2对应曲线Ⅲ；因为基因交流始终在种群内部进行，所以无论自交还是随机交配，A 与 a 基因的频率不变且均为 1，根据哈迪 - 温伯格定律，随机交配的子代中 Aa21 1 1出现的频率为 2× 2 ×2 ＝2 ，对应曲线Ⅰ；随机交配并逐代淘汰隐性个体， F 1122 1中 AA 占3、Aa 占 3，即 A 与 a 基因的频率分别为 3、3，再随机交配一次并不淘汰，2 2 4 2 14 1 1 1F 2 中 AA 、 Aa 、aa 分别占 3×3＝9、3×3×2＝ 9、3×3＝9，淘汰隐性个体，则F 24 3 191 4×4×2 2中 Aa 出现的概率为1＝ 2，同理 F 3 中 Aa 出现的概率为1 1＝5 ，对应曲 1－ 91－4×4线Ⅱ。

综上，正确选项为 C 。

[ 例题 4] 已知豌豆的黄色对绿色为显性 , 圆粒对皱粒为显性。

现有黄色圆粒与绿色皱粒两品种杂交， 将其子二代黄色圆粒豌豆进行随机交配， 求获得稳定遗传的黄色皱粒豌豆的概率是多少[ 解析 ] 此题涉及两对基因控制两对相对性状，并且只是将子二代黄色圆粒豌豆进行随机交配， 求获得的其中某一种基因型的概率， 如果分别归纳出子二代黄色圆粒随机交配的类型， 然后再求出每种类型产生的相应基因型的概率， 最后进行综合，势必使计算繁琐，容易出错。

建议运用哈迪—温伯格定律求解。

假设豌豆的黄色、绿色由基因 Y 、y 控制，圆粒、皱粒由基因 R 、r 控制。

子二代黄色圆粒1 2 2 4 1 2豌豆中 YYRR占9 ，YYRr占9 ，YyRR占9 ，YyRr 占9 。

其中 Y 的基因频率为9 +92 1 4 1 2 2 1 4 1 1+9 × 2 + 9 ×2=3 ， r 的基因频率为9 × 2 + 9 ×2 = 3 ，所以获得黄色皱粒2211 4（YYrr ）的概率为3×3×3×3 = 81。

参考文献：[1]乔建学 . 教材解读（生物必修 2） [M]. 北京：人民教育出版社， 2012： 20.[2]朱正威，赵占良 . 生物必修 2（遗传与变异） [M]. 北京：人民教育出版社， 2007： 115.。