自交与自由交配的比较辨析

高中生物教材遗传与进化模块中有自交和自由交配两个概念，但却经常被学生搞混淆，解题时更是囫囵吞枣，因此深刻领悟其中含义，掌握其正确解题思路和方法很有必要。

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：

2 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.3:2:1

B.1:2:1

C.3:5:1

D.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) →1/3DD

2/3Dd×Dd →2/3(Dd×Dd) →2/3（1/4DD、2/4Dd、1/4dd）

DD:1/3+2/3×1/4=1/2Dd:2/3×2/4=1/3dd: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）。

2.2自由交配

例2老鼠的皮毛黄色(A)对灰色(a)显性，是由常染色体上的一对等位基因控制。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。如果黄鼠与黄鼠（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，那么在第三代中黄鼠所占的比例是（）

A.4/9

B.1/2

C.5/9

D.1

解：由题意含显性基因(A)的精子和含显性基因(A)的卵细胞不能结合，则黄鼠的基因型不存在AA,因此F1黄鼠基因型为杂合Aa，从而推知其后代的基因型和表现型及比例。

F1 黄鼠

Aa

↓×

F

2

1/4AA2/4Aa1/4aa

不存在存

在存在

故F

2代老鼠的基因型有Aa、aa，其比例分别为：

Aa/(Aa+aa)=2/4／（2/4+1/4）=2/3aa/(Aa+aa)=1/3 特别要注意的是，此时应重新计算Aa、aa的比例，因为Aa、aa的比例围与之前不同。

F2代自由交配得到F3代，可用以下方法解题：

方法1：基因型法

由于皮毛黄色和灰色这对相对性状是由常染色体上的一对等位基因控制，可知每种基因型的个体中雌雄个体数量应相等，即各占一半。

则F22/3Aa （♂1/3Aa 、♀1/3Aa ）

1/3aa（♂1/6aa 、♀1/6aa ）

在F2代雄鼠的基因型有Ａa、aa，其所占比例分别为：

♂Aa/(♂Aa+♂aa)=1/3／（1/3+1/6）=2/3♂aa/(♂Aa+♂aa)=1/3

同理可推知：F2代雌鼠Aa占2/3、aa占1/3。

这样F2中雌雄老鼠的基因型如下表示：

F

2：♂2/3Aa 、♂1/3 aa♀2/3Aa 、♀1/3aa

因此F2代老鼠自由交配就有四种组合方式：

♂2/3Aa ×♀2/3 Aa →2/3×2/3(Aa×Aa) →4/9（1/4AA、2/4Aa、1/4aa）♂2/3Aa ×♀1/3 aa →2/3×1/3(Aa×aa) →2/9（1/2Aa、1/2aa）

♂1/3aa ×♀2/3 Aa →1/3×2/3(aa×Aa) →2/9（1/2Aa、1/2aa）

♂1/3aa ×♀1/3 aa →1/3×1/3(aa×aa) →1/9aa

从而得到F3代：AA：4/9×1/4=1/9不存在

Aa：4/9×2/4+2/9×1/2+2/9×1/2=4/9存在

aa：4/9×1/4+2/9×1/2+2/9×1/2+1/9=4/9存在

Aa/(Aa+aa)=4/9／（4/9+4/9）=1/2

故在第三代中黄鼠所占的比例是1/2。

方法2：配子法

同方法1可知：

F2：♂2/3Aa 、1/3 aa♀2/3Aa、1/3 aa 根据基因分离定律可知雄果蝇中能产生A、a雄配子的概率为：♂（A：2/3×1/2A=1/3A a：2/3×1/2a+1/3×1a=2/3a）雌果蝇中能产生A、a雌配子的概率为：♀（1/3A、2/3a）

F2代老鼠自由交配，即雌雄配子自由结合：